提供了一种在有机和无机溶剂中官能化诸如碳纳米管的纳米管的新的非包裹方法。根据某些实施方案，碳纳米管表面通过包含官能团的官能共轭聚合物以非包裹方式官能化。各种实施方案提供了以非包裹方式与碳纳米管非共价结合的聚合物。例如，提供了包含相对刚性的骨架的聚合物的各种实施方案，所述骨架适于与碳纳米管基本上沿纳米管的长度方向、而不是直经方向非共价结合。在优选的聚合物中，聚合物骨架与纳米管表面间的主要相互作用是平行的π－堆积。在某些实施中，所述聚合物还包含来自骨架的用于官能化碳纳米管的任何各种想要的官能团的至少一个官能延伸。