कार्बन नैनोट्यूब
कार्बन नैनोट्यूब, तनन-सामर्थ्य और लोचदार मापांक के मामले में अब तक के खोजे गए क्रमशः सबसे मज़बूत और सबसे कठोर पदार्थ हैं। यह मजबूती, व्यक्तिगत कार्बन परमाणुओं के बीच गठित कोवैलेंट sp² बांड का परिणाम है। 2000 में, एक बहु-दीवार कार्बन नैनोट्यूब में 63 गीगापास्कल्स (GPa) का तनन-सामर्थ्य होने के लिए जांचा गया था। (उदाहरण के लिए, यह 1 mm के क्रॉस-सेक्शन वाले केबल पर 6300 किलो वजन के बराबर का तनाव सहन करने की क्षमता में तब्दील होता है।) चूंकि कार्बन नैनोट्यूब में, 1.3 से लेकर 1.4 g.cm के ठोस के लिए एक कम घनत्व है, उच्च कार्बन इस्पात के 154 kN.m·kg· की तुलना में, 48,000 kN·m·kg तक की इसकी विशिष्ट मज़बूती ज्ञात पदार्थों में सर्वश्रेष्ठ है।
बहुरूपता
पदार्थ विज्ञान में बहुरूपता (polymorphism) किसी ठोस पदार्थ के एक से अधिक रूप या क्रिस्टल ढांचे में हो सकने की क्षमता को कहते हैं। उदाहरण के लिये कोयला, ग्रेफाइट और हीरा तीनों कार्बन के ही बहुरूप हैं। इसी तरह कैल्साइट और ऐरागोनाइट दोनों कैल्सियम कार्बोनेट के बहुरूप हैं। प्रकृति में बहुरूपता कई पदार्थों में देखी जाती है और रासायनिक तत्वों के स्तर पर यह अपरूपता (allotropy) से सम्बन्धित है।