1991年，日本NEC公司的工程师们在一次用电弧放电制备富勒烯的实验中，从烟灰里意外发现了多壁碳纳米管。紧接着，单壁碳纳米管也通过催化剂辅助的电弧反应被成功制造出来。这些细长的纤维拥有极高的长径比，它们的直径通常只有几纳米，却能延伸到微米级别。碳纳米管可以看作是被拉长的富勒烯，或者说是石墨烯卷曲形成的空心管。手性指数决定了这些管子是导电的还是绝缘的，这是一种纳米尺度的典型材料。目前全球大约有80个国家和地区参与到了这项研究中来。这种材料兼具超强硬度和柔韧性，还能在特定条件下实现金属性或半导体性。为了把这种材料变成未来产业，美国、英国、日本、韩国以及欧盟都纷纷出台了相关战略和资助计划。如果能把成千上万种不同手性的碳纳米管分离成单一手性，原本平淡无奇的黑色烟灰就会变成色彩斑斓的光谱。 这种纤维能“硬”也能“软”，主要是因为碳原子几乎全部以sp²杂化形式存在，形成了巨大的π离域体系。它的六边形网格像铠甲一样可以承受巨大拉力，两端的sp³杂化帽端则赋予了它柔性可折叠的特性。中国、美国、英国、日本、韩国还有欧盟都在这场竞赛中押注于这种“未来纤维”。把碳纳米管两端带有sp³杂化帽端这一面看作是它“软”的一面，主体的六元环则保持着sp²硬核结构。当多层完美排列时，相邻管层之间会出现超润滑现象，几乎不用力就能抽出内层。谁能率先把实验室里的“黑烟”变成生产线上的“金线”，谁就能掌握下一代材料的主动权。它既保持了刚性又能像绸带一样弯折，已经被做成了可折叠的智能穿戴电极。在特定催化体系下，它的生长速度可以达到80微米每秒，堪称“光速成材”。