Το υλικό με τη μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό είναι οι νανοσωλήνες άνθρακα. Είναι επίσης το πιο άκαμπτο γνωστό υλικό, με εξαιρετικά υψηλό συντελεστή ελαστικότητας, που σημαίνει ότι δεν τεντώνεται εύκολα. Οι νανοσωλήνες άνθρακα μπορούν να απεικονιστούν ως φύλλα γραφενίου τυλιγμένα σε κυλίνδρους πλάτους μόλις ένα μόριο.
Αυτοί οι κύλινδροι μπορεί να έχουν μεμονωμένα τοιχώματα (SWNT ή νανοσωλήνες άνθρακα μονού τοιχώματος) ή πολλαπλά τοιχώματα (MWNT ή νανοσωλήνες άνθρακα πολλαπλών τοιχωμάτων). Οι νανοσωλήνες άνθρακα πολλαπλών τοιχωμάτων έχουν μετρηθεί ως το υλικό με την μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό από όλα, με μέτρηση στα 63 GPa (gigapascals) για δοκιμές ατομικής κλίμακας, πολύ κάτω από το θεωρητικό μέγιστο των 300 GPa. Οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη καταφέρει να παράγουν αυτή την αντοχή σε εφελκυσμό σε χύδην υλικά, αν και οι εργασίες συνεχίζονται και η τελική επιτυχία φαίνεται πιθανή.
Σε αντίθεση με τους νανοσωλήνες άνθρακα, ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει αντοχή εφελκυσμού περίπου 1.2 GPa. Η μαζική ίνα νανοσωλήνων άνθρακα έχει δημιουργηθεί με αντοχή εφελκυσμού 1.6 GPa, η οποία είναι η μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό από οποιαδήποτε ίνα, φυσική ή τεχνητή, κατά τάξη μεγέθους. Περαιτέρω βελτιώσεις κατά μια άλλη τάξη μεγέθους φαίνονται εύλογες τις επόμενες δεκαετίες. Η ίνα νανοσωλήνων άνθρακα είναι τόσο ισχυρή που ένα καλώδιο της ίνας μήκους 50,000 km (31,070 μίλια) θα μπορούσε να επεκταθεί από την επιφάνεια της Γης σε γεωσύγχρονη τροχιά και δεν θα σπάσει. Αυτή η ιδέα είναι γνωστή ως διαστημικός ανελκυστήρας.
Τον Μάιο του 2007, ερευνητές που χρηματοδοτήθηκαν από το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ κατάφεραν να κατασκευάσουν νανοσωλήνες άνθρακα με μήκος άνω των 2 mm, τους μεγαλύτερους μέχρι τώρα. Η αναλογία μήκους-πλάτους αυτών των νανοσωλήνων είναι περίπου 900,000 προς 1. Το Πολεμικό Ναυτικό είναι κατανοητό ότι ενδιαφέρεται για ίνες με τη μεγαλύτερη δυνατή αντοχή σε εφελκυσμό, καθώς χρησιμοποιεί σχοινιά για πολλούς σκοπούς όπως πρόσδεση, στερέωση φορτίου κ.λπ. ROV (απομακρυσμένα οχήματα) για να ζυγίζουν περισσότερο, να ταξιδεύουν βαθύτερα και να είναι πιο αξιόπιστα συνδεδεμένα με τους σταθμούς βάσης τους, σχετικά με το ιαπωνικό ROV των 15 εκατομμυρίων δολαρίων, από τα πιο προηγμένα στον κόσμο, που χάθηκε πρόσφατα κατά τη διάρκεια ενός ισχυρή καταιγίδα. Έτσι, οι ίνες με τη μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό θα ενίσχυαν την ικανότητά μας να εξερευνούμε τους πυθμένες των ωκεανών.
Παρόμοια οφέλη θα μπορούσαν να διαδοθούν σε όλους τους τομείς της μηχανικής και του σχεδιασμού. Οι γέφυρες θα μπορούσαν να γίνουν πολύ ισχυρότερες, εάν οι ίνες νανοσωλήνων άνθρακα γίνονταν πιο προσιτές. Επί του παρόντος κοστίζει εκατοντάδες ή χιλιάδες δολάρια ανά γραμμάριο, αλλά το κόστος μειώνεται εκθετικά τα τελευταία χρόνια.