Sechs Jahre später (1991) gelang es japanischen Forschern, Nanoröhrchen nachzuweisen, bei denen sich die Kohlenstoffatome als ein Gerüst von Sechsecken zu winzigen, lang gestreckten Hohlzylindern formieren. Diese Nanoröhrchen können bis zu 100 Mikrometer lang werden. Ihre Durchmesser reichen von weniger als einem bis zu weit über 100 Nanometer, je nachdem, wie viele der Röhrchen ineinander gesteckt werden.
Je nach interner Struktur können die Nanoröhrchen metallisch leitend oder halbleitend sein. Es sind auch Kohlenstoffröhrchen bekannt, die bei tiefen Temperaturen supraleitend sind. Ein Drittel aller denkbaren Röhrchen zeigen metallisches Verhalten. Durch die Einführung von Gitterdefekten kann ein halbleitendes Röhrchen nahtlos mit einem metallischen Röhrchen verbunden sein. Diese Röhrchen hat man in der Natur bisher nicht entdeckt, man kann sie sich als eine aufgerollte Grafitebene vorstellen.