Kohlenstoffmembranen sind aus amorphen oder nanokristallinen Kohlenstoffstrukturen aufgebaute Trennschichten mit definierter Mikro- bis Nanoporosität. Sie ermöglichen selektiven Stofftransport, etwa bei Gas- und Flüssigkeitstrennung oder Energieanwendungen. Ihre Eigenschaften wie Permeabilität, Selektivität, chemische und thermische Stabilität werden durch Vorläufermaterial, Pyrolysebedingungen und Nachbehandlung gesteuert.