В работе используется модель поверхностного слоя идеальных монокристаллов и выясняется роль поверхностной энергии в физических процессах, происходящих в области наноразмерных углеродных материалов. Из них были исследованы алмаз, графит, карбин и фуллерены. Толщина поверхностного слоя алмаза с кубической симметрией составляет 8,2 нм и представляет собой наноструктуру. Средний размер синтезированного наноалмаза составляет порядка ~ 8 нм. Рассчитанное нами значение поверхностной энергии σhkl вдоль алмазных плоскостей (100), (110) и (111) хорошо согласуется с экспериментом и другими расчетами. Толщина поверхностного слоя графита по оси а равна R (I) a = 8,0 нм и также представляет собой наноструктуру. Но вдоль оси c мы имеем толщину слоя около 1,5 нм, а количество монослоев всего 2. На этой оси c графит можно создать монослой, превратив его в графен. Рассчитанное нами значение σhkl вдоль плоскостей a и c графита составляет 25957 и 5515 мДж / м2 соответственно. Карбины представляют собой полимерную полииновую или кумуленовую цепь, состоящую из sp-гибридизированных атомы углерода. Если представить, что толщина поверхностного слоя карбина растянута в одномерную цепочку вдоль оси c, то длина этой цепочки составляет до 200 нм для α-карбина. Толщина поверхностного слоя фуллеренов значительно превышает толщину поверхностного слоя чистых металлов.