纳米材料是指在三维空间中，至少有一维尺寸处于纳米尺度（1–100 nm）的材料。这类新型材料由纳米粒子构成，尺寸介于原子、分子与宏观物质之间，具备独特的物理、化学、力学、光学、量子及生物特性。

碳纳米材料是纳米材料的重要门类，主要包括单壁、多壁碳纳米管以及石墨烯等。原生碳纳米材料极易团聚，在基体中分散困难、界面相容性较差，制约了其性能释放。采用共价接枝、非共价包覆等改性方式，能够调控其表面官能团、表面能与电子结构，提升分散稳定性，还可引入活性位点，按需实现功能化。经过改性的碳纳米材料，现已应用于锂电池导电剂、防静电有机硅及橡胶复合材料、高分子树脂增强填料、电催化、生物传感、污染物吸附等领域，是先进功能复合材料与新能源行业极具发展潜力的核心功能填料。