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碳納米管是在用電弧法制備C60時發(fā)現(xiàn)的。隨后，確認了碳納米管的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了碳納米管的許多奇特的性質(zhì)，使得碳納米管成為新的一維納米材料的研究熱點。
碳納米管是由類似石墨結(jié)構(gòu)的六邊形網(wǎng)格卷繞而成的、中空的“微管”,分為單層管和多層管。多層管由若干個層間距約為0.34納米的同軸圓柱面套構(gòu)而成。碳納米管的徑向尺寸較小，管的外徑一般在幾納米到幾十納米；管的內(nèi)徑更小，有的只有1納米左右。而碳納米管的長度一般在微米量級，相對其直徑而言是比較長的。因此，碳納米管被認為是一種典型的一維納米材料。
對碳納米管的性能，特別是電學性能和力學性能的研究，已有許多理論計算結(jié)果。但是由于多層碳納米管結(jié)構(gòu)的復雜性，大多數(shù)理論計算都是以單層碳納米管為研究對象來進行的。雖然大量的理論計算表明,碳納米管具有電學、力學、光學等方面的許多奇特性質(zhì)，但從實驗上驗證這些特性卻十分困難。這主要是因為碳納米管的尺寸太小，難以用常規(guī)實驗手段對其進行測試。盡管困難重重，實驗研究仍然取得了許多很有價值的成果。
由于碳納米管中碳原子采取SP2雜化，相比SP3雜化，SP2雜化中S軌道成分比較大，使碳納米管具有高模量、高強度。
碳納米管具有良好的力學性能，CNTs抗拉強度達到50～200GPa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6，至少比常規(guī)石墨纖維高一個數(shù)量級；它的彈性模量可達1TPa，與金剛石的彈性模量相當，約為鋼的5倍。對于具有理想結(jié)構(gòu)的單層壁的碳納米管，其抗拉強度約800GPa。碳納米管的結(jié)構(gòu)雖然與高分子材料的結(jié)構(gòu)相似，但其結(jié)構(gòu)卻比高分子材料穩(wěn)定得多。碳納米管是目前可制備出的具有最高比強度的材料。若將以其他工程材料為基體與碳納米管制成復合材料, 可使復合材料表現(xiàn)出良好的強度、彈性、抗疲勞性及各向同性，給復合材料的性能帶來極大的改善。
碳納米管的硬度與金剛石相當，卻擁有良好的柔韌性，可以拉伸。目前在工業(yè)上常用的增強型纖維中，決定強度的一個關(guān)鍵因素是長徑比，即長度和直徑之比。目前材料工程師希望得到的長徑比至少是20:1，而碳納米管的長徑比一般在1000:1以上，是理想的高強度纖維材料。2000年10月，美國賓州州立大學的研究人員稱，碳納米管的強度比同體積鋼的強度高100倍，重量卻只有后者的1/6到1/7。碳納米管因而被稱“超級纖維”。
莫斯科大學的研究人員曾將碳納米管置于1011 MPa的水壓下(相當于水下10000米深的壓強)，由于巨大的壓力，碳納米管被壓扁。撤去壓力后，碳納米管像彈簧一樣立即恢復了形狀，表現(xiàn)出良好的韌性。這啟示人們可以利用碳納米管制造輕薄的彈簧，用在汽車、火車上作為減震裝置，能夠大大減輕重量。
此外，碳納米管的熔點是目前已知材料中最高的。
導電性能 折疊
材料導電是電子的轉(zhuǎn)移，碳納米管上碳原子的P電子形成大范圍的離域π鍵，由于共軛效應顯著，碳納米管具有一些特殊的電學性質(zhì)。
碳納米管具有良好的導電性能，由于碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所以具有很好的電學性能。理論預測其導電性能取決于其管徑和管壁的螺旋角。當CNTs的管徑大于6nm時，導電性能下降；當管徑小于6nm時，CNTs可以被看成具有良好導電性能的一維量子導線。有報道說Huang通過計算認為直徑為0.7nm的碳納米管具有超導性，盡管其超導轉(zhuǎn)變溫度只有1.5×10-4K，但是預示著碳納米管在超導領(lǐng)域的應用前景。實際應用中，碳納米管在基體材料中通過相互搭建成網(wǎng)絡進行電子傳遞，進而實現(xiàn)導電。該網(wǎng)絡中，碳納米管之間相互接觸，或者碳納米管與其他具有導電特性的物質(zhì)接觸。所以，碳納米管在基體材料中形成的導電網(wǎng)絡的多寡決定了其導電效果。
常用矢量Ch表示碳納米管上原子排列的方向，其中Ch=na1+ma2，記為(n,m)。a1和a2分別表示兩個基矢。(n,m)與碳納米管的導電性能密切相關(guān)。對于一個給定(n,m)的納米管，如果有2n+m=3q(q為整數(shù))，則這個方向上表現(xiàn)出金屬性，是良好的導體，否則表現(xiàn)為半導體。對于n=m的方向，碳納米管表現(xiàn)出良好的導電性，電導率通常可達銅的1萬倍。
傳熱性能 折疊
材料導熱是能量的傳遞。碳納米管具有良好的傳熱性能，CNTs具有非常大的長徑比，因而其沿著長度方向的熱交換性能很高，相對的其垂直方向的熱交換性能較低，通過合適的取向，碳納米管可以合成高各向異性的熱傳導材料。另外，碳納米管有著較高的熱導率，如果碳納米管在復合材料中分散性好，那么僅需微量摻雜,該復合材料的熱導率就能得到很大的改善。
碳納米管具有良好的力學性能，CNTs抗拉強度達到50～200GPa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6，至少比常規(guī)石墨纖維高一個數(shù)量級；它的彈性模量可達1TPa，與金剛石的彈性模量相當，約為鋼的5倍。對于具有理想結(jié)構(gòu)的單層壁的碳納米管，其抗拉強度約800GPa。碳納米管的結(jié)構(gòu)雖然與高分子材料的結(jié)構(gòu)相似，但其結(jié)構(gòu)卻比高分子材料穩(wěn)定得多。碳納米管是目前可制備出的具有最高比強度的材料。若將以其他工程材料為基體與碳納米管制成復合材料, 可使復合材料表現(xiàn)出良好的強度、彈性、抗疲勞性及各向同性，給復合材料的性能帶來極大的改善。
碳納米管的硬度與金剛石相當，卻擁有良好的柔韌性，可以拉伸。在工業(yè)上常用的增強型纖維中，決定強度的一個關(guān)鍵因素是長徑比，即長度和直徑之比。材料工程師希望得到的長徑比至少是20:1，而碳納米管的長徑比一般在1000:1以上，是理想的高強度纖維材料。2000年10月，美國賓州州立大學的研究人員稱，碳納米管的強度比同體積鋼的強度高100倍，重量卻只有后者的1/6到1/7。碳納米管因而被稱“超級纖維”。
莫斯科大學的研究人員曾將碳納米管置于1011 MPa的水壓下(相當于水下10000米深的壓強)，由于巨大的壓力，碳納米管被壓扁。撤去壓力后，碳納米管像彈簧一樣立即恢復了形狀，表現(xiàn)出良好的韌性。這啟示人們可以利用碳納米管制造輕薄的彈簧，用在汽車、火車上作為減震裝置，能夠大大減輕重量。
碳納米管上碳原子的P電子形成大范圍的離域π鍵，由于共軛效應顯著，碳納米管具有一些特殊的電學性質(zhì)。
碳納米管具有良好的導電性能，由于碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所以具有很好的電學性能。理論預測其導電性能取決于其管徑和管壁的螺旋角。當CNTs的管徑大于6nm時，導電性能下降；當管徑小于6nm時，CNTs可以被看成具有良好導電性能的一維量子導線。有報道說Huang通過計算認為直徑為0.7nm的碳納米管具有超導性，盡管其超導轉(zhuǎn)變溫度只有1.5×10-4K，但是預示著碳納米管在超導領(lǐng)域的應用前景。
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碳納米管可以看做是石墨烯片層卷曲而成，因此按照石墨烯片的層數(shù)可分為：單壁碳納米管（或稱單層碳納米管，Single-walled Carbon nanotubes, SWCNTs）和多壁碳納米管（或多層碳納米管，Multi
來自單壁碳納米管和多壁碳納米管有啥區(qū)別？2015-05-23 -
碳納米管可以看做是石墨烯片層卷曲而成，因此按照石墨烯片的層數(shù)可分為：單壁碳納米管（或稱單層碳納米管，Single-walled Carbon nanotubes, SWCNTs）和多壁碳納米管（或多層碳納米管，Multi
來自知道的說說單壁碳納米管和多壁碳納米管有啥區(qū)別？2017-08-02 -
都是石墨烯層片為主要組成的，但結(jié)構(gòu)有很大差別。工藝不同，還有批號各自也不一樣，石墨含量不一樣，需要指定了才能比較，希望可以幫到你哦～
來自碳纖維和碳納米管有什么區(qū)別？2015-04-28 -
碳納米管，就自身而言談不上什么承重好不好，因為它的形態(tài)就是粉末。主要是看CNT添加到普通材料，會產(chǎn)生什么效果。如果應用得好的話，想達到的效果應該是很明顯的。一般碳納米管是摻雜到其他材料中，利用CNT的特性，改善基體的性能
來自碳納米管的性能如何？2015-05-18 -
單壁碳納米管按其卷曲方向有(n,m)兩個參數(shù)，當（n-m）可以被3整除時，單壁碳納米管是金屬性的；反之則為半導體性的。2L說的斜度也就是指(n,m)。 金屬性單壁碳納米管的導電性類似于金屬（廢話），電流隨電壓增大而線性
來自金屬型碳納米管這兩樣有什么區(qū)別2015-07-24
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