นาโนทิวบ์คาร์บอนหลายผนังแบบสั้นที่บริสุทธิ์ด้วยกลุ่มคาร์บอกซิลถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันขั้นสูงต่างๆ เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ พวกมันมักถูกใช้เป็นสารเสริมแรงในวัสดุคอมโพสิต โดยเพิ่มความแข็งแรงทางกล การนำไฟฟ้า และความเสถียรทางความร้อนในโพลิเมอร์ โลหะ และเซรามิก ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ อุปกรณ์กีฬา และวัสดุก่อสร้าง ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ พวกมันถูกนำมาใช้ในการพัฒนาฟิล์มนำไฟฟ้า เซ็นเซอร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยืดหยุ่น พื้นที่ผิวขนาดใหญ่และกลุ่มฟังก์ชันทำให้เหมาะสำหรับใช้ในระบบเก็บพลังงาน เช่น ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพอิเล็กโทรด นอกจากนี้ ยังถูกนำรวมเข้าในแอปพลิเคชันชีวการแพทย์ เช่น ระบบส่งยาและไบโอเซ็นเซอร์ เนื่องจากความสามารถในการโต้ตอบกับโมเลกุลทางชีวภาพ ในแอปพลิเคชันด้านสิ่งแวดล้อม พวกมันถูกใช้สำหรับการชำระล้างน้ำและการดูดซับมลพิษ โดยอาศัยความสามารถในการดูดซับสูงและปฏิกิริยาเคมี นาโนทิวบ์เหล่านี้ยังมีบทบาทในกระบวนการเร่งปฏิกิริยา ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรองรับสำหรับอนุภาคนาโนเร่งปฏิกิริยา ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตอบสนองในกระบวนการเคมี นอกจากนี้ ยังมีการนำไปใช้ในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์เพื่อพัฒนาวัสดุนาโนใหม่ๆ ที่มีคุณสมบัติพิเศษ