碳纳米科学是纳米科學研究最为重要、最为活跃的研究领域之一。可以说纳米科学的快速发展很大程度上得益于富勒烯、碳纳米管等碳纳米材料。目前碳纳米材料已从富勒烯和碳纳米管扩展到石墨烯直、石墨炔等一系列新材料，极大地推动了纳米科学的繁荣。而反过来，纳米科学的发展也为碳纳米科学的发展提供着越来越便利的研究利器。

　　碳納米管在機械方面它具有非常高的機械強度和彈性，在電子學方面它具有優良的導體或半導體特性、在光學方面它具有優異的非線性光學性質等等。這些優良的特性使其在信息、光電、生命、能源、傳感、材料等各個領域有廣泛地潛在應用，是納米科學領域持久不衰的研究熱點之一。石墨烯是近幾年飛速發展起來的一種碳納米材料。石墨烯最大的特性是電子傳輸速度極快，遠遠超過其他導體材料，所以在導電薄膜、電極材料、傳感器等方面有潛在應用。此外，石墨烯還有強度大的優點，可作爲添加劑廣泛應用于高強度複合材料之中。新材料與精細化工研究所主要從事基于碳納米管、石墨烯等碳納米材料的電化學研究，主要集中于锂離子電池材料及電化學傳感器材料的基礎研究，並取得了階段性的研究成果。