흑연 및 산화그래핀, 탄소나노튜브, 플러렌 등의 탄소기반 소재들은 높은 기계적 강도 및 독특한 광학적, 화학적 특성 때문에 오래 전부터 많은 연구가 되어 왔음. 높은 전기전도성 및 열전도성, 높은 기계적 강도와 경도, 우수한 화학 안정성 등 다양한 분야에서 적용 가능한 우수한 물리화학적 특성을 가지고 있기 때문에 21세기 "꿈의 신소재"로서 많은 각광을 받고 있으며 투명전극소재, 봉지막소재, 방열소재, 광학소재, 에너지분야, 초경량소재 등 다양한 물리화학적 응용분야에서 연구가 진행되고 있음. 줄기세포, 조직공학 등 바이오메디컬 분야 응용은 서울대대학교 홍병희 교수가 2011 세계최초로 시작한 이래 전세계적으로 관련 연구가 활발히 이루어지고 있음.

탄소나노튜브나 산화그래핀, 흑연 등이 첨가된 고분자 스펀지 혹은 필름 형태의 지지체는 그 함량을 조절함으로써 인체의 골조직과 유사한 기계적 강도를 갖는 지지체 제작이 가능하며, 이를 이용하여 줄기세포의 골분화 및 손상된 골조직 재생 등에 응용됨.