Jusqu’en 1985, on ne connaissait que deux matériaux constitués de carbone pur : le graphite et le diamant. Puis deux nouveaux agencements, qui vont ouvrir des perspectives inédites, vont être découverts : les fullerènes, en 1985, par Harold Kroto, Robert Curl et Richard Smalley (prix Nobel de chimie en 1996) et les nanotubes de carbone, en 1991, par Sumio Ijima.
Les deux semblent voués à une utilisation croissante dans les matériaux du XXIe siècle (voir aussi dans Risques pour la santé et l’environnement pages 56 à 59 les données relatives à leur toxicité).
Avant de s’attacher aux aspects scientifiques et aux propriétés de systèmes et d’objets fabriqués, il convient de prendre la dimension du « nano ».