碳納米管海綿體是由相互交錯的碳納米管組成的三維結構，在複合材料以及環境保護方面具有潛在應用。具有釐米量級尺寸的碳納米管海綿體已經通過化學氣相沉積（CVD）方法成功製備並且研究了碳納米管海綿體的機械壓縮性能。為了深入了解碳納米管海綿體的微觀結構以及其中的碳納米管的連接情況，提出了一個簡單的理論模型來了解碳納米管的排列以及相互連接情況。可以應用此模型很好地解釋以及預測碳納米管海綿體的機械性能。
「碳海綿」可任意調節形狀，彈性也很好，被壓縮80%後仍可恢復原狀。它對有機溶劑有超快、超高的吸附力，是已被報導的吸油力很強的材料。2011年，美國科學家合作製造了一種鎳構成的氣凝膠，密度為0.9毫克/立方釐米，是當時很輕的固體材料。把這種材料放在蒲公英花朵上，蒲公英茸毛幾乎沒變形。高超課題組這些年一直從事石墨烯宏觀材料的研發。他們用石墨烯製造出了氣凝膠——「碳海綿」。「碳海綿」每立方釐米重0.16毫克，比氦氣還要輕，約是同體積大小氫氣重量的兩倍。從當時公開的報導看，「碳海綿」是世界上很輕的固體。「碳海綿」這一特性可用來處理海上原油洩漏事件——把「碳海綿」撒在海面上，就能把漏油迅速吸進來，因為有彈性，吸進的油又擠出來回收，碳海綿也可以重新使用。
另外，「碳海綿」還可能成為理想的儲能保溫材料、催化劑載體及高效複合材料，有廣闊前景。「碳海綿」可任意調節形狀，彈性也很好，被壓縮80%後仍可恢復原狀。它對有機溶劑有超快、超高的吸附力，是已被報導的吸油力很強的材料。現有吸油產品一般只能吸自身質量10倍左右的液體，而「碳海綿」能吸收250倍左右，高可達900倍，而且只吸油不吸水。