Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ trong vài thập kỷ gần đây
đã khám phá một loại thù hình mới của cácbon, đó là vật liệu cácbon cấu trúc nanô.
Loại vật liệu này có cấu trúc tinh thể độc đáo, sở hữu nhiều tính chất vật lý, hóa học
và cơ học ưu việt. Chính vì vậy, vật liệu cácbon cấu trúc nanô là đối tượng được tập
trung nghiên cứu mạnh mẽ trên cả hai phương diện khoa học cơ bản và khoa học ứng
dụng. Vật liệu ống nanô cácbon (CNTs) là một trong những dạng thù hình tiêu biểu
của vật liệu cácbon cấu trúc nanô đã được giới khoa học-công nghệ quốc tế quan tâm
đặc biệt kể từ khi phát hiện vào năm 1991 [1]. Vật liệu CNTs được đánh giá là hình
ảnh đại diện tiêu biểu của một công nghệ mới, công nghệ nanô. Lý do chính để loại
vật liệu này trở thành trung tâm chú ý là chúng có nhiều tính chất cơ học, vật lý và
hoá học đặc biệt. Ngoài ra, vật liệu CNTs còn có tính bất đẳng hướng cao trong tính
chất dẫn điện và dẫn nhiệt, tức là tính dẫn điện, dẫn nhiệt dọc theo phương trục của
ống là khác biệt đáng kể so với phương bán kính của ống [2]. Vì vậy, trong thời gian
gần đây vật liệu CNTs với cấu trúc định hướng đã thu hút được sự quan tâm rất lớn
của các nhà nghiên cứu trong cả lĩnh vực chế tạo và ứng dụng [3]. Vật liệu graphene
là dạng thù hình mới nhất của cácbon được tạo ra trong phòng thí nghiệm năm
2004 [4]. Có thể nói rằng, những gì xảy ra đối với CNTs dường như đang lặp lại với
graphene từ sự kỳ vọng, tính chất kỳ lạ và đặc biệt là tiềm năng ứng dụng trong linh
kiện điện tử, quang điện tử và tích trữ năng lượng. Chỉ sau sáu năm kể từ khi được
tìm thấy, hai nhà khoa học khám phá ra vật liệu graphene đã nhận giải thưởng Nobel
Vật lý danh giá vào năm 2010, qua đó chúng ta có thể hình dung được tính hấp dẫn,
tiềm năng hứa hẹn của vật liệu graphene [5].