碳纳米管修改

碳纳米管专题CarbonNano-tubes1碳纳米管的发展背景2碳纳米管的结构3碳纳米管的制备与后处理方法4碳纳米管的基本性质5碳纳米管的相关应用1碳纳米管的发展背景

背景：纳米材料的发展

1984年德国萨尔兰大学Gleiter以及美国的阿贡实验室的Sieyel相继制得了纯物质的纳米细粉。Gleiter在高纯净真空的条件下将粒径为6nm的Fe粒子原位加压成型，烧结得到纳米微晶块体，从而使纳米材料进入了一个新的阶段。1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议，正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。

发现：1991年，日本学者Ijima和美国的Bethune等人在掺加过渡金属催化剂的石墨电极间起弧放电，并在制备产物中分别发现了单壁纳米管。

研究结果：理论预计该材料具有优异的力学、电学、磁学等性能，极具理论研究和实际应用价值，因而激起了国内外学者的极大兴趣，碳纳米管的研究成为材料界以及凝聚态物理研究的前沿和热点。

近年来，美国，日本，德国，中国相继成立了纳米材料研究机构，使得碳纳米管的研究进展随之加快，在制备及应用方面都取得了突破性的进展。

2碳纳米管的结构

sp杂化（英语：sphybridization）是指一个原子同一电子层内由一个ns轨道和两个np轨道发生杂化的过程。原子发生sp杂化后，上述ns轨道和np轨道便会转化成为三个等价的原子轨道，称为“sp杂化轨道”。三个sp杂化轨道的对称轴在同一条平面上，两两之间的夹角皆为120°。sp杂化一般发生在分子形成过程中。杂化发生前，原子最外层s轨道中的一个电子被激发至p轨道，使将要发生杂化的原子进入激发态；之后，该层的s轨道与三个p轨道中的任意两个发生杂化。此过程中，能量相近的s轨道和p轨道发生叠加，不同类型的原子轨道重新分配能量并调整方向。sp2杂化轨道含1/3s和2/3p的成分。一个s轨道和两个p轨道杂化，形成3个完全相同的sp2杂化轨道。其3个轨道间夹角为120°，呈平面正三角形。例如实验测知BF3的4个原子在同一平面上，键角∠FBF等于120°。B原子的外层电子构型是2s22p1，成键时1个2s电子激发到1个空的2p轨道上，与此同时，1个s轨道和2个p轨道“混合”起来成为3个杂化轨道，分别与3个F原子成键2碳纳米管的结构

碳纳米管是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管。每层纳米管是一个由碳原子通过SP2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形平面组成的圆柱面。其平面六角晶胞边长为2.46

Å，最短的碳碳键长1.42

Å。

分类：根据制备方法和条件的不同，碳纳米管存在多壁碳纳米管(MWNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs)两种形式。

(MWNTs)的层间接近ABAB堆垛，其层数从2～50不等，层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距(0.34nm)相当。MWNTs的典型直径和长度分别为2～30nm和0.1～50µm，SWNTs典型的直径和长度分别为0.75～3nm和1～50µｍ。碳纳米管的高分辨电子显微镜照片，从左到右为SWNT，MWNT

（包含2层、3层、4层石墨片层）FromRef.3,63碳纳米管的制备纯化与表面修饰

（1）碳纳米管的制备方法碳纳米管的制备方法很多，到目前为止，人们尝试了多种制备方法，如石墨电弧法、热解法、激光蒸发法、等离子体法、化学气相沉积法（催化分解法）等等。其中，电弧放电（arcdischarge）、激光蒸发（laserablation）和化学气相沉积（Chemicalvapordeposition,CVD）是碳纳米管的主要制备方法。

当今世界公开报道高质、高效、连续大批量工业化生产碳纳米管的实例：沸腾床催化法、化学气相沉积法

碳纳米管结构示意图(A)椅形单壁碳纳米管(B)Z字形单壁碳纳米管(C)手性单壁碳纳米管

(D)螺旋状碳纳米管

(E)多壁碳纳米管截面图（A）电弧放电法：其方法及设备与制备Ｃ60的方法和设备都较相似。阴极采用厚约10mm，直径约为30mm的高纯高致密的石墨片，阳极采用直径约为6mm的石墨棒，整个系统保持在气压约104Pa的氦气气氛中，放电电流为50Ａ左右，放电电压20Ｖ。通过调节阳极进给速度，可以保持在阳极不断消耗和阴极不断生长的同时，两电极的放电端面距离不变，从而可以得到大面积离散分布的碳纳米管，同时还可能产生碳纳米微粒。特点：产量很低，仅局限在实验室中应用，不适于大批量连续生产。

(B)热解法：这种方法也很简单，将一块基板放进加热炉里加热至600℃，然后慢慢充入甲烷一类的含碳气体。气体分解时产生自由的碳原子，碳原子重新结合可能形成碳纳米管。

优点：最容易实现产业化，也可能制备很长的碳纳米管。

缺点：制得的碳纳米管是多壁的，常常有许多缺陷。与电弧放点法制备的碳纳米管相比，这种碳纳米管抗张强度只有前者的十分之一。（C）化学气相沉积法(催化热裂解法)CVD法是一种发展比较成熟的制备碳纳米管特别是SWNTs的技术。通过激光等将过渡金属微粒和碳氢化合物同时加热到高温而使碳氢化合物发生热解而产生的。基本原理：以含碳气体（一般为烃类气体或CO）为给料气体（feedstock）供给碳源，在金属催化剂（过渡金属如Fe、Co、Mo、Ni等及其氧化物）的作用下直接在衬底表面裂解合成出SWNTs。特点：由于制备时温度较低（一般控制在500～1000℃)，生成的SWNTs缺陷较少，同时设备简单、产率较高、条件易控，CVD技术有着很好的工业化前景。参数控制：通过施加电场和控制给料的气流方向，可以对SWNTs的生长方向进行控制；而通过控制作为催化剂的纳米颗粒尺寸大小，可以控制合成的SWNTS的直径范围。机理:与电寒弧放集电法吃类似亮，主株要是盐将一格根金猪属催根化剂/石墨军混合朗的石档墨靶朋放置螺于一孩长形怖石英驳管中喂间，惠该管拦则置量于一饲加热部炉内虚。当雹炉温俱升至12雅00圈℃时，棚将惰产性气岗体充范入管胞内，陪并将卡一束狮激光励聚焦倒于石耳墨靶跃上。积石墨以靶在宫激光前照射滴下将怠生成同气态忧碳，汇这些敬气态延碳和示催化帝剂粒亮子被活气流愚从高监温区愈带向叫低温查区，裂在催桑化剂顽的作栗用下扎生长奖成碳伯纳米赠管。研究绘者：Ri刑ce大学气的Ri撇ch题ar怠d净Sm酒al伯ly和他友的合松作者产率盗：在催驱化剂借合适哲的条狭件下员，可汪大量惑制备触单层楚碳纳鲁米管芬，一浩般产贫率可药达70忽%。优点延：主产劝物为见单层午碳纳秆米管虎，通惕过改枝变反兴应温窝度可谱控制置管的警直径爪。缺点鸽：需要姓非常孩昂贵纺的激秤光器健，所乔以此提法耗珠费最错的大锄。(D阅)激光胶法（E）长碳喉纳米剥管束蔑制造皇新方棚法中国总清华员大学图和美有国伦殊塞勒斥理工貌学院吴的研雁究人坑员，制造煌出的村碳纳翠米管伟束最认长达位到了20厘米，状聋如人抓的发车丝。稳这一乌成果稻是向武制造梦可用蓬于电藏子设生备的毫微型踪蝶导线具等迈棵出的反重要太一步占。中美截科学死家在屈研究傲中对合薯成碳纳布米管池常用梦的化罪学气菊相淀幼积方步法进辆行了运改进。改晃进结桌果显图示，度在化筝学气妹相淀吓积过过程中鸦加入秒氢和更另外比一种彩含硫挡化合穿物后地，不仅鸭能制屈造出言更长击的碳刻纳米吴管束森，而肤且这罚些碳抹纳米姜管束窄可由冻单层川碳纳县米管亡通过纹自我统组装兼而有壤规律估地排息列组舅成。研究盘人员翠认为踩，他糊们的鞠新方庆法作炕为一咽种更沫为简很便的盼替代过工艺痒，也竭许还次可以用来睬生产替高纯赴度的爱单层序碳纳刊米管演材料。（2）碳纳纹米管来的纯郑化常用师的提下纯方脑法：氧越化法辫、过积滤法列、气勺相沉键积法兰、离糠心分门离法宜。氧化惭法的伏基本色思想：碳粒纳米秆管两姓端活佳性较户强，母所以未氧化俯先从粥端口围开始袍，由船于端低口长柿度与摆纳米挎杂质工粒子礼及无终定形先碳的嚷长度傅相差本几个皂数量但级，璃因此允，在逃相同当的速冈度下车氧化伪，杂够质粒慢子和岭无定耻形碳源先被债氧化茧掉，索最后紫只剩役较为挂纯净娘、甚只至被贯打开境端口乖的碳麦管。常用胡提纯孕方法良：物理消法和注化学疼法两盖大类浅。物理委法：根据酱碳纳侨米管惊与杂扮质的物理透性质疑的不疲同这—特点维，主躬要指文利用请超声许波降吸解、回离心昨、沉椅积和键过滤宽而将掠其分攻离。铸物理项法对归于提书纯单天壁碳狂纳米则管是饭一种它有效沫的方乖法。化学掀法：主要工是用撞碳纳速米管锐与杂醉质的氧化冬速度舅不同而除慈去杂那质来仙提纯滨碳纳顿米管岗。常用让的氧绑化剂滔：空气那、硝滴酸、璃混酸婶、重仆铬酸哥钾等施，或添几种批氧化洽剂相存结合傻且分极步来零氧化览提纯企碳纳源米管拣。基本谈原理调：优先控氧化母碳纳组米管扛管壁耳周围肆悬挂盒的五刘元环所和七藏元环羊，而扛没有炉悬挂宜键的沉六元落环需咏要较趴长时气间才暖能被避氧化旬。当秤碳纳塞米管焦的封德口遭疫到破萄坏，绝由六畜元环没组成旷的管帅壁被扎氧化臣的速耐率十何分缓基慢，尿而碳姑颗粒悠则一宁层层匹被氧虽化，居最后搏只剩余下碳针纳米锣管，士从而呼达到面提纯本的目幻玉的。（A）氧毛气（度或空点气）狐氧化絮法该方萌法有Aj辟ay偿an和Eb仍be闯se烦n等提织出[1瞎1]。他柔们将备电弧安放电泛法制握备的谅碳纳盖米混敏合物珠在空烘气中睛加热友到70挨0℃以上朗时，勾重量卵发生吹损失同。在85缺0℃温度净下加拘热15逃mi只n后，纤样品尘全部腔消失勇，他芽们发姐现当逮样品俊损失雀率达朱到99您%以上捡时，露残留封的样悔品基州本上割全部外是碳锁纳米馆管。缺点态：该反省应的筐选择摄性较违差，赚碳纳牌米颗政粒被就氧化昼侵蚀雨的过脾程要召持续亭一个叉较长复时间绳，而沙且纳批米颗牧粒与镇纳米电管交润织在星一起原，当妖碳纳夏米颗辞粒基演本上辉全部顶去除百时，沙多层凝碳纳赞米管羽的管丹壁也顿被氧饰化侵封蚀掉筛，最毛后剩惭下单磨层的木碳纳堵米管昏。（B）CO2氧化笋法该法齿由英伟国学劫者Ts堂an豆g等[1利3]将电奶弧放捷电法因所得龄的阴彼极沉充积物碧放入隔一个溜两端辣有塞胸子的估石英拘管中块，在85畏0℃下通骑入CO2(2堡0m闷L/吵m尘in码)，持译续5h后，弃约有10绣(w灭t)塌%损失昌，此个时碳惩纳米奥管的雄封口撤被打耍开。层继续楼加热朽，碳错纳米大颗粒舅、碳仙纳米胶球、骨无定挣形炭炼将被传氧化爷烧蚀替，被队氧化死除去樱。而于且当括氧化壁时间阔足够巡寿时，MW蝇NT强s的管任壁会骡受到趣侵蚀壁，从齿而变姥成SW育NT羡s。（C）浓宏硝酸惊氧化映法将碳牌纳米舍管加牛入到靠浓硝讯酸中衣搅拌惊，超周声波舱分散篇后加驰热回半流处荣理。狠自然除冷却惕后用屿蒸馏朽水稀翻释、盲洗涤止至中住性，菊经真体空干卖燥、淘研磨绸后既德得到挠纯化铅处理饮的碳膨纳米错管[1医4]。优点霜：经过霸适当惨浓度怪硝酸焰氧化细处理买一定骗时间点的CN还Ts，其花基本巧结构捉未发脾生本察质变哄化，恭而表礼面活秀性基荷团显早著增舱加，询在乙章醇中哨分散圣浓度迁、均榆匀性足、稳脾定性增得到避提高喘，在测复合圾材料撕中的矩分散绪均匀府性及青与树帮脂的拴结合逗性能笋也得县到相独应提清高。雷硝酸程氧化懒处理运是CN景Ts表面于活化狗的有抛效方袜法。（3）碳来纳米眨管的复表面裙修饰定义：碳击纳米存管的却修饰芬是指你通过渴溴水丘、重戚铬酸宵钾、瓜混酸壮等氧犹化剂匀氧化浴碳纳细米管聋的端戏口和宪侧壁旷，在贡其上撞引进牵一些伏基团戏，从关而克净服碳仪纳米越管间民的短卵程作赖用力艇。分类窗：按修歉饰部锈位：端惯头修兔饰、启侧壁姜修饰井；端头坐修饰呢是化阶学修逆饰中晚最常馅见的俗一种持。碳掉纳米炭管可鸣以被菌视为池线性州富勒贱烯分捉子，肉其端低头是座由碳酿的五感元环泻和六妹元环酬组成抛的半驴球形量，具掉有球派形富樱勒烯朽的凸迹起结术构，堪强氧逗化剂恐可将怒端头献打开样而氧紫化成音羧基费，从稿而与坦其它僻的化确学试吸剂反棵应，提引入辆增溶闷基。远同时旷，碳下纳米扎管侧塘壁碳遮原子英的SP2杂化孝形成因大量葡的高位度离挂域化π电子都，这兆些π电子论可以验被用递来与值其他敞化合兰物通絮过π-腥π非共俗价键柏作用私相结宝合，松得到咸修饰眉的碳耀纳米压管。按修叉饰方赛法：重谁氮盐颠电化笼学修两饰、穿化学料掺杂怖等。按修智饰的闪性质：共严价功绝能化糕、非锅共价谋功能臭化(A键)共价原功能屈化定义：通资过共摩价键荒联接结来修幼饰碳闭纳米容管的私方法分类沸：碳纳映米管悟的酰伶胺化浙、新碳纳厦米管泥的酯退化、估氟化那、芳斗基重油氮化想、HT灰AB修饰短碳纳呈米管于、瞒柠檬为酸响、碳帆纳米耳管化渐学镀袄镍及鞭热处收理(B画)非共鞠价功探能化定义：通糠过对CN督Ts进行腊物理磨吸附尖和包则裹来数修饰鼻碳纳款米管耻的方暴法分类：离子泽液体份修饰俭碳纳翠米管爱、枣表面溉活性初剂输（十纸二烷悉基磺叶酸钠(S类DS农)和十匙二烷卧基苯葡磺酸伤钠(S验DB弱S)）、棉聚间积亚苯灿基亚欧乙烯扛（Pm刚PV）鱼等（1）力晶学性斧能：sp2杂化装形成谜的C=蕉C共价关键是尘自然基界最谱强的乘价键钉之一凳，赋浩予碳翼纳米干管极翼强的弦强度恼、韧旱性及讨弹性昨模量己，使泊碳纳享米管扩具有荷优异农的力哭学性螺能。凶由于载碳纳黄米管流的纳央米尺泰度和盼易缠猛绕的焰特点挂，直悟接用规传统逢实验屈方法宰测量哲其力剩学性陈能比牧较困誓难，简因此窑最初乓对碳祝纳米谢管力拔学性虑能的廊研究锻集中焰在理论圆预测上。初步雁估算窃，碳锯纳米妙管的星强度机大概固是钢决的10斤0倍。Li君eb猛er运用ST辽M技术贡测试淘了碳积纳米炊管的崇弯曲阿强度姻，证痕明碳有纳米铜管具够有理天想的蜂弹性卷和很深高的求硬度攻。因乳此用纤碳纳括米管得作为昆金属拖表面询上的壁复合说镀层定，可砖以获侧得超脑强的耐磨婆性和自润纲滑性，其练耐磨秃性要恩比轴白承钢茂高10中0倍，网摩擦籍系数米为0.下06～0.职1，且厅还发修现该盯复合统镀层头还具峰有高的密热稳傻定性和耐腐瞒蚀性等性郊能。4碳纳捕米管湖的基乌本性怖质耐磨恳性：利时用碳剑纳米饮管的梨高耐府磨性蛾，可漂以用耕其制拜造刀傅具和蛛模具惰等。朋这不退仅能姑够提洗高产扎品的饼耐磨驼性，号还能赛提高购产品余的期资限，脆若能竖实现常产业煎化，骄其效普益将喜是非济常巨棉大的秩。自润石滑性：利雅用碳狮纳米则管的姻自润狮滑性卫，可具以用乏来制暂造润戏滑材刃料，政关于艳这一眨点，临已取违得了庙一些趋成果作为垫针尖：19吧96年Sm露al品le滋y用一蛋个碳伍纳米青管修他饰的御针尖槐观察饶到了援原子竭缝底哈的情旱况，Li制eb惕er用这陈个方屋法研冤究生刮物分婚子，决解决退了许载多ST赴M针尖煤无法训解决谷的问比题，杠其分浆辨率哪也高捉。理论位估计统其杨氏剥模量高达5T虑Pa，实狭验测捷得平穗均为1.霉8T拾Pa，比途一般智的碳竞纤维巩高一念个数产量级晒，与诸金刚猜石的姥模量缸几乎乱相同场，为黄已知巩材料究的最掉高模啊量；弯曲陈强度14优.2埋GP跨a，所裤存应脚变能悲达10帐0K牌eV，是盆最好患微米戚级晶烘须的份两倍净；其弹性使应变可达5～18％，阶约为锹钢的60倍；摧其强寒度约或为钢征的10智0倍，奏而密度约为1.魂2～2.蜘1g假/c提m3，仅赔为钢寇的1/剧6～1/运7。碳抬纳米再管还佛有超高适的韧史性，理场论估虾算它乳的最量大延赤伸率缠可达20斜%。（2）电疗学性脊能：碳香纳米兼管与心石墨防一样熄，碳素原子件之间配是sp2杂化氧，每汗个碳刷原子则有一巧个未椅成对塞电子截位于充垂直纱于层莫片的π轨道干上，慈因此蜓碳纳具米管郑具有尝优良迟的导扩电性起能。级但随帝网格逢构型默（螺大旋角邪）和扯直径站的不链同，血其导萄电性凶可呈娱现金属去、半宫金属或半导絮体性，茶因而躬碳纳惊米管倘的传纤导性直可通孝过改粱变管肢中网络宫结构和直径来变必化。直径明与螺催旋结听构主在要由窑手性邀矢量技所决窝定，嫌当手还性矢缺量符冰合一绪定数慌时，雷单壁葬碳纳樱米管奥为金属绪导电愚性，否震则为半导凉体导壮电性。当氏然，穷由于舱某些尿特别神的缺梁陷也蝴可能拍导致厕同一戒碳纳糟米管暑既具记有金庸属的市导电贺性又气具有洲半导珍体的垦导电洞性。（3）优异吐的磁挣性：应福用领束域有吗功率岛变压擦器、萌脉冲滚变压笑器、致高频汪变压杆器、贴扼流捎圈、怖互感移器磁蝴头、零磁开色关和帐传感照器等价。它掀将成晶为铁探氧体魂的有桨力的菜竞争保者。野新近探发现版的碳煎纳米压管软厕磁材超料的心高频睡场中咏具有仓巨磁翅阻抗家效应蓝。（4）良好修的储区氢性壤能：碳鸽纳米时管具精有比抄活性匆炭更片大的陵比表盐面积组，且右具有镇大量虏的微娱孔，步因此董被认第为是敏最好肠的储仅氢材半料。（5）良好赞的吸授波性亭能：由区于碳惰管的问独特佳分子影结构蔑，特盾别是财螺旋型状纳滨米碳婆管，骄将其驶做成者的吸贼波材吼料(Ω材料)具有仗比一页般吸区收材四料高治得多渴的光赔吸收霜率。驼人们碌可利描用其单这一承特性秤着手埋研究毫在军摄事隐国形、溪蓄能叙、吸层波等榆方面加的应裙用。例：沈哈曾民晃等研古究表搞明：挠用化炕学镀偿方法葛在碳亦纳米哗管的熟表面番镀上钻一层中均匀堤的过幸渡金当属镍棋。碳疫纳米乞管吸兰波涂构层在父厚度帅为0.考97mm时，斧在8GH鉴z～18绝GH闹z，Ｒ<-租10dB的频政宽为3.棉0，Ｒ<-懒5dB的频猴宽为4.立7GH具z。镀镍吓碳纳疫米管桶吸波胆涂层禽在厚摔度为0.炊97nm时，楚Ｒ<-炉10dB的频衣宽为2.旨23GH忽z，Ｒ<-闪5dB的频湿宽为4.叙6GH窝z。碳纳倍米管偏表面希镀镍市后虽在然吸攻收峰斑值变矮小，那但吸票收峰攀有宽锻化的遥趋势，这梁种趋橡势对蜜提高蛋材料学的吸连波性桃能是扔有利荡的。含碳拣纳米罗管偶龄极子绝吸波毙涂层博的主澡要吸吨波机餐理：在洲含碳吓纳米刘管的骨吸波士涂层往中，啄碳纳馒米管钱作为愤偶极商子在谷电磁眯场的获作用紧下，静会产构生耗华散电汉流，鬼在周深围基电体作峡用下裕，耗欠散电嗓流被忧衰减葱，从绵而电殖磁波都能量叨转换个为其怀它形析式的话能量话，主灿要为糖热能碑。（6）光培学性谣能碳纳乡丰米管亿具有版卓越迟的发之光性兽质，凤特别洪是稳定型的发击射光贝谱，派很高苍的发晋光强辉度以龙及优救秀的胳波长刮转换肢功能，电值致发通光方唱面低渡压、饿节能档、稳凳定等杰优点款使得惠它具华有广何阔的柳应用妄前景限。20哗04年，We职i等发组表了词关于虫碳纳宇米管耕可以考作为禽灯丝飞的初极步研偏究成主果，盼提出姑了碳细纳米帖管电想灯泡是的概探念。妥该项少成果渡得到怖世界搏著名俯刊物Sc丙ie用nc刃e和Na挣tu首re的高粱度评耍价。Di程ck京ey等用厦化学风气相全沉积(C肯VD俯)法将桥钌掺窗入碳扑纳米拒管中薪制备移了Ru掺杂犬的碳草纳米麻管阵地列，论该碳祖纳米律管在甲可见骆光区稍有荧连光发形射呈趴现绿撕色。Su疏n等通伸过把铕厌掺入凑碳纳哗米管先中，线使其坊荧光榆峰略殊向长学波方侧向移忙动，爪为碳扎纳米森管在肆光电登子器肚件方西面的刮应用界提供刊了可砍能。碳纳悦米管仔还具课有良续好的材光限抹幅性陕质，百可以我作为难一种万新型裹的激培光防早护材效料。（7）热是学性违能研究里人员援最近脾发现糟碳纳炒米管匀是目闻前世械界上他最好逢的导粱热材转料。涌碳纳妨米管取依靠超声鉴波传递姐热能显，其即传递真速度等可达每秒1万米。同缓时发导现的还瓜有，滩即使区将碳誓纳米傅管捆网在一蝴起，缓热量沾也不茫会从迫一个卸碳纳第米管告传到煎另一虫个碳拍纳米肃管，惰这说围明碳左纳米邮管只能梢沿一针维方要向传网递热捧能。碳纳浇米管酬的这次种优耀异的魔导热竞性能瘦，将董使它传有望桌成为烂今后衬超高甲速运饲算的计算岛机芯候片导策热板，也句可以拐用于港发动挎机和勾火箭检等各多种高忧温部想件的防护铺材料。原因：碳衫纳米矿管的旷热学闷性能垂不仅颤与组谷成它刘的石墨海片本蜻质有关友，而秘且与傅其独特部的结剪构和稿尺寸有关独。石姥墨的煮内平绸面热询传导炭率仅室次于帅一定顷形式滚的掺凝杂金批刚石购。碳碧纳米浓管反言映了疼石墨励的内企平面衔特性山，故爬而它曲的热扫传导撇率非稼常高趴。单独膊一根雄多壁灰碳纳税米管的室妥温热舒导率要预计爸达30融00鼓W/英m∙煮K，单栽独一小根单顾壁碳耽纳米殖管室具温热野导率征达60港00诞W/僻m∙吴K，而洗单壁效碳纳效米管吨束的忍室温阻热导匪率大疤于20康0W哥/m胳∙K构[6扛3]。（8）化遇学性六能在催餐化研矮究方顺面，从碳纳仓米管胁已被术用于址分散荐和稳跨定纳麦米级阳的金凡属小持颗粒锄。由废碳纳墙米管琴制得箭的催塑化剂琴可以窗改善的多相担催化参的选换择性况。Lo盼uv曾报舟道了值直接位用碳零纳米霉管做梁催化脸剂分枕解NO，在87祸3K有10晌0穷%的转抵换率西。用作央合成模板：碳花纳米寇管的灾直径考处于盏纳米错级，扑长度稻则可偶达数绍微米笨至数质毫米裹，因所而具夸有很触大的赖长径坡比，践是准轻一维公的量争子线运。利秤用这绘种一额维中巧空的列结构晓作模瘦板，蜘对其巧进行倒填充膨、包艳裹和耐空间因限制起反应恋可合忘成其隆他一婆维纳啦米结烟构的锐材料驰。有帅人利歼用碳庆纳米唐管的叉管状厉腔进希行管覆道有调机合勾成，语预言堵在有绕机合桌成、筋生貌物化岸学以棵及制脉药化递学领蛋域有霉重要答意义谈。5碳纳逮米管透的相挎关应盒用美国蜓和巴殖西科悬学家凭的一筋项最黄新研蚁究，抵发现换了碳习纳米算管薄种层在馒受到构拉伸顾或压灾缩时汪，可梅以表巷现出惯一种梁超乎旺想象腐的力哈学性遥质。钓这一昆成果狡有望盲为碳腹纳米刺管带烤来巨依大的陆应用剑前景姜，比揪如制混造人工柳肌肉智、传谜感器等。大多山数材扑料在脑朝一老个方隐向拉去伸时帜，另存一个丘方向抓就会纵变细狂变窄夹。这停种现路象可伍以用企泊松仪比(侧向耳收缩超比例崭与实渡际伸纵长比斩例的费比值)来定雕量描活述。每然而累，最老新研转究发辩现，膏一种仍特殊检的碳年纳米俩管薄报层(也称巴克固纸)却能养够在肢拉伸牙和均公匀压塞缩时幻玉，长刚度和贩宽度建同时将增加伏。也辫就是吵说这领种材魔料具汇有负葵的泊昌松比指。巴克倡纸中混的多来壁碳择纳米责管在旅原子龟力显门微镜键下的偏图像碳纳刃米管番薄层具有际独特尺力学且性质研究述人员唐发现横，随渐着多宣壁碳拴管在凳薄层稿中的筋增加诞，薄待层的吹泊松蚀比会从0.凝06突然跪跃变街为-0选.2真0。新的捏研究狡成果雪具有击重要狮的应怨用价给值，饺比如抛设计钱源自讯碳纳衬米薄牲层的发复合挂物，示制造爽人工暂肌肉净、垫卫圈、倦压力去传感湿器和病化学傲传感验器等量。尤膝其是遗当调胜整单阅壁和泻多壁们碳管淘比例镜，令埋泊松恐比恰姑好为0时，伙这种航材料画对于眨设计意弯曲饺时宽衣度依旱然不助变的固感应开悬臂懒十分月有效捎。比人扇体肌潮肉强30倍碳皮纳米估管人孩造肌寻肉这种艺人造盈肌肉听纤维毁由“租成捆梯”的流碳纳旋米管北组成慈，在炒电流评的刺语激下货即可剥在水平雪方向上快潜速伸愿缩。纯而在垂直茶方向上，献它却锤极为怨坚韧凳。它列在单轰位面沙积上贩能够沃产生额的拉箭力是滨人体政肌肉鞋的30倍，棵伸缩稼速度拐也要芳快得远多。荡人体旗肌肉洗纤维泽每秒桐钟可区收缩10迷%，而挥这种加人造流肌肉盯则可百收缩40袖00它0%。当避被大墙幅度葡拉伸泥之后胸，它价甚至即轻的辞可以在空厘气中草漂浮垦起来锡。碳纳浇米管杰“蜘离蛛衣羞”一教帝授计威划用杜一种炼名为饰碳纳尸米管休的超看细纤穗维来凤制造渡“蜘眯蛛衣秧”，样这种企材料将内部策中空柔。由忽于非呀常微院小，备它具策有像回壁虎榴刚毛串一样矮的吸服附效弃果。敌壁虎昨、蜘队蛛的偏脚上谊长满庸了细婶小的鼠刚毛茫，能毕敏锐势地寻咳找到传各种只固体桃表面绞的细作微凹的凸并娘吸附格在上党面。壁虎橡抵抗角重力磁的能膛力来迷自于劝足底芦的刚伏毛结肚构蜘蛛唐衣”吩的吸战附力胀取决棍于与救固体驴表面傻接触衔处的删碳纳梁米管肃数量瓶。这敬种材拿料的口外部拐直径荷只有锤几到刚几十怪纳米弟，相俩当于奸头发丝绘的1/盾10万，德因此讽一片做手掌纪大小原的纤托维中沃可容站纳数棒十亿桃的碳解纳米满管，僵由此伴产生惯的单亭位面尽积吸铲附力馅是壁致虎脚乱的20阻0倍。把一何双用严这种访材料寄制成览、手握掌面犬积为20诉0平方留厘米蒸的高且粘力平手套粒粘在快屋顶廉上，俗可以肚同时柄吊起14个重疾量为83公斤暮的壮原汉。当然盈，要甩移动盖也很禾简单站，只谨要沿浅着表孔面稍开微上殖下左翁右挪糠动一暮下，傅粘结怜处就收会一春点点搏断开袍。这种握高科歪技材醒料在所科学牺方面晶有非季常有逗趣的为应用以，像在太果空中沾，舱谨外作习业的蹲宇航乘员就奋可以父穿上轧这种配具有杰吸盘鉴粘附叛功能孤的衣上服。据估革计，哀世界牵第一香套“樱蜘蛛岔衣”雨有望础在20谱17年前肥问世企。高性能直超长富碳纳炉米管耻材料渴强堂度超思过钢美国柜一家颠公司蛙研制圆出了添一种用碳狠纳米断管制额成的祖轻薄紧材料图，其暮强度爬超过监钢，壮传导掏性能县接近暴铝。烈使用芝这种润材料否能够鼓制作轻便殊防弹买衣和高导塌线缆。这种赵纳米显管比苍平常斜的纳衣米管南长得竖多，号长度橡要以梅毫米绑计，趴而不买是以艇微米些计。自此外诞，纳语米管版加长压后可撑以更赵有效逝地黏侧合。这一填制作决过程震使用标了化胀学气房诚相沉弟积技到术。在化惧学气团相沉以积过倚程中丘，碳帮从一饼种气当体中役被压昏缩出士来。西由此必做成氏的纳软米管烂就像缩慧一种霞拆开茅的垫母子，绳必须势经过板化学解处理著，使递纳米遵管定伴向排当列，天从而彻导致猛这种靠材料奏在排汇列方冈向上痰的强滋度特灵别大燃。碳纳蓄米管饼防弹庭衣因纳换米碳早管既毕轻又屿强度窃极高跌，是艺钢的10然-1滋00倍，卸用它秒来作笨防弹旧衣就沿像用旺羽绒砖做成夏的防洋寒服占一样污，既民可折渡来叠幅去，瞧又能堡抵御窃强大榴的子虑弹的但冲击航力。碳纳导米管木被单英国片新汉近普郡氏的一家个技晋术公趟司设同法制例造出菠了世界桂最大醋的碳猫纳米培管被撒单，重荣新点廉燃人朋们思真索很泉久的虹太空腰电梯骡的梦杆想，或许好有一柔天我候们会多沿着狼超轻脸超强建的碳丢纳米稍管电原缆，熄搭乘字太空久电梯睛上太礼空观事光旅诞行。此碳页纳米撕管被属单面跑积仅18平方棒英尺彼（约1.树6平方题米）园，不适足以妻充当态一床宣沙滩蔽毯子毕，但践它包颗含有告数百焰亿个胃纳米架管，草使其鸦强度裁为钢皇的20桐0倍，亿但密烦度小30倍。而且皱，其防箩火和锡导电插性能钥很好狐，因汗此还堆可以倾用于蹲微型盒电子撑装置陶中。他们共生产扣的纳裁米管剂有几晕毫米萄长。家此被刮单是萌特意亿制成宝的，吉能保术证不闷脱落双碳黑夸点。此纳纠米管忆的最迹可能乘应用仅是生产砖超轻矛型合漏成涂贱料，始用于补飞机症或太复空船好上。碳纳弊米管球超灵检敏探痰测器蹦可唐用于码细胞在受像到压顶力时本，细逆胞会庄吐出事一股甚含有笼微量筛氮氧待化物矿和其崭他有惨毒物丝式质的远气流条。最渡近，泄美国坦国家框标准泪与技屯术研舒究院（NI促ST）的研诸究人焰员成竖功制势作了馒一种超灵碗敏气励体探螺测器穷，该州探测淘器甚较至灵跳敏到河未来允也许许能探梦测到辩一个妖单细慰胞的蕉微量息排放圈，这为暴确定末药物伴或纳粗米粒蝴子是炉否会画损害表细胞巴或研也究细康胞间善如何滋相互吨通信撑提供逮了一邻条新阻途径暴。碳纳肉米管剖造辜世界铃最黑程物质世界骡上最颠黑的般物质们一直恨以来完是一种涛镍磷残合金。但依是日栽前，与美国列科学佩家宣挪布他杜们已迹经刷况新记服录，送制造除出了地球僚上最乔黑的都物质兼，比烂镍磷摔合金眼还要共黑上惧三倍兔，能胞够吸绣收99核.9当%的光圈线。美国咱标准友与技番术研使究院烫将一赞种碳触物质候作为夺现行崖的黑谱色标却准，厘但此勉物质后比其男还要莲黑上你三十穷倍。宋这正弯是是题科学值家们检长久添以来垃苦苦勿寻找赌的理剖想黑枝色，讯它可细以吸部收所袜有的夺色光勇但是拖不反勇射。隐此物籍质的枯反射积指数筝是0.访04僚5％，监相比都之下桨，我柳们一悠般使俊用的打黑漆载的反愿射指伤数则肥是5％到10％。此物滨质可命用于雷转换爆太阳戴能，泡也可辫用于轰红外茫线检解测或近天文先观测洪。该物魔质主要蚀由比既头发影还要小细上40多0倍的妨碳纳霸米管冶组成似，从强而帮名助其冈吸收士光线撕。目前宵，研绪究者帖们正镰将研像究范物围扩扰大到烈可见凤光之偷外，炼探测妻此物饼质对妥于紫雅外线延以及没其他猛在通从讯系谋统中份的不宫同波陡长的隔光的世作用嘱。如组果研竟究结享果有稿突破银，将在元军事益和国胁防中陷得到训重大核利用泼。物质梯主要低由碳蹦纳米肝管组予成柔性铺碳纳恳米管城“扬浊声器熊”中国拒科学派家最殖新研田究发湖现，饼碳纳筛米管提薄膜耕在有殃音频商电流草通过语时，兵会具象有类氏似“因扬声贝器”胜的功栽能。这些管“扬堪声器周”的谋厚度糕只有葡几十石纳米拘，而区且是分透明尺、柔虚软和川可伸秆长的举，它伪们可搭以被迅裁剪胡为任友意形猫状和痰大小必。与人日们常悔见的神扬声呆器不紧同，叨新开亭发出寒的纳苏米器沸件没让有磁转体或极者可粮移动闲的部员件。制备撕该器骡件的窝过程绪如下：首木先在4英寸嗓的硅耻基上时生长蔑直径10纳米极的碳各纳米火管，洪然后播将它灿们转乐化成桨宽10厘米百长60米的胳连续踏的薄御膜，眠这足纽奉以制恩造50违0个面命积为10平方秒厘米停的“崭扬声雅器”生。随辨后，小研究书人员完又将荷两个多电极暂附在粒薄膜吊上。嚷如此现一来逃，只要饱在其安上简们单地逼施加蛙一个炊正弦蛛电压无，碳各纳米虽管“虏扬声顾器”摆就会皮由于大热声间效应婆而发俊出声镜音。该纳殖米‘方扬声日器’有望巨打开犹制造故扬声驻器和共其他按声学识设备柄的新忧应用捕和新剩方法，它舌可以滩安置山在任智何表富面，译包括驴墙壁特、天玩花板辈、窗闷户、普旗帜薯和衣牛服等宿。碳纳医米管维可提贼高油折田产摩量日本锄信州饥大学建的科预学家鸣开发趴出在石屋油工运业中笼使用盟碳纳币米管翁来提龟高油堡田产势量的疤技术恨，有剪望实然现产席量大怕幅度英提高贯。在钻暴井系渔统中铲使用盆碳纳督米管响可以输开采死到蕴泪藏在毕更深皆处的讯石油陈，将油袜井的严产量运提高35除%到70可%。高温柱和高液压是川影响维油田啊产量擦的主贪要障窗碍，畅在石活油开湿采过增程中卡，在钻心探杆仿中使你用碳阴纳米垃管能朋够使卷钻井创工具肌承受26探0摄氏律度的胃高温鞠和每恰平方葬厘米2.丸4吨的左压力斤。装备丈有纳摧米管腐的超劣微吸良管日本匠一个勾研究基小组坚开发遮出一萍种装证备有浩机纳可米管圾的超鸦微吸途管，能喷愧出万些亿分从之一概毫升绪的液竖体。该发搞明可望拣应用板于医杜疗和搜生物隶领域绪，比诱如向其单个董细胞摩内注声入极县其微直量的董物质落或吸席取细葡胞成俱分等借。有机凳纳米寒管由避碳、尺氧、望氮和夸氢分逮子构俗成，冰内径50纳米挂，长10微米罗。它贞可以嫁装在锡内径18瓣00纳米史的玻弦璃微幻玉吸管净尖端西上，筑组成如一个残超微泥吸管席。通过底施加渐电压任，吸恩管内向的液惊体就漂会喷且射出独来，惊喷射经量可临通过左调整养电压俩控制烘，其融精度监比以沈往微慨吸管谱提高棋了上译万倍俗。碳纳宽米管华具有锅独特惠催化笼性能纳米袖碳管敏与纳筛米粒旗子“丈协同供束缚疮效应窃”示医意图研究务结果茄表明兵，组装幅在内宗径为4-尼8纳米欢的多克壁碳郑管内武的Rh肯-M荣n催化翻剂，泉催化证生成寇碳二登含氧醒化合旗物的发产率变明显上高于逗直接花担载食在相做同碳若管外浇壁的崖催化雹剂，当添册加金核属铁口和锂各等助愤剂后裕，每痕小时贪在每胞摩尔津铑催盆化剂廉上生叛成的模乙醇炸量高梯达84摩尔剥。这且类复袄合催野化剂上所份表现锈出的六独特池催化驼性能冻为碳岗纳米醋管和耀金属根纳米偶粒子田体系杠的“袍协同递束缚煌效应都”所所致。Fe2O3纳米毛粒子坐在碳疑纳米耻管管荷道内丢外的钢组装今（JA逆CS扶2盒00设6）Fe2O3纳米摩粒子量还原君特性璃随碳治纳米呆管直握径的途变化蔽，其埋中右图备是组摊装在务内径铸为4-臣8急nm碳管盈内样乞品的的原位X-射线绩衍射晴谱图（JA或CS捞2交00腹7）该研严究在放理论精上的叔一个份重要搜进展娱是发巾现并决证实线了碳纳践米管址的束苦缚效店应对孙组装帽在其神管道神内的睡金属禁和它屯的氧慕化物脸的氧永化还歼原特莫性的计调变艳作用送。研究栗结果碑表明抽，分别港被置堤于碳竟纳米习管内鸟和外独壁的谊金属浮氧化稻物的俱还原淡特性球有明更显差拴异。采用呈内径哪为4-叫8纳米泡的多送壁碳役管，茄组装伯在其固管道额内的延氧化聪铁纳期米粒泻子还喜原为尖金属赶铁的灰温度朗比位购于外丸壁的旧粒子聚降低西了近20倚0摄氏掌度，详随着勉所采够用的返碳管息内径愁的减舞小，依其还托原温重度同嫩步下椒降。歪相同雷条件绝下，刚金属咬铁被受氧化那为铁卷氧化栗物的签特性生也受摧到碳背管的旗明显塌调制用，管嗓内金忌属铁梳的氧查化反什应活签化能弃升高未了4千焦亚耳/摩尔谋左右谈，这仿意味病着在相猛同条森件下颂，置喜于碳株管内团的金赢属铁蜘的氧耳化(如腐撕蚀等)速率若将会仍被明胸显减局缓。纳米稠碳管弹内外袄的Rh钥-M耀n催化荒剂催当化合绣成气黄制乙绪醇的伴特性碳纳冤米管母涂料袭可作迷加热茎层英国贤研究阀人员矮发现济，一种扫透明必的含棋碳纳厅米管衡涂料向可以参通过缸加热太来清商洁挡提风玻许璃或槐镜子艰，加絮厚的沟不透种明涂少层则鞠可以驱把楼描房的崖整个跌地板棵变成恶暖气毅装置松。这种截涂料统可以德喷在戚任何充物体到表面甜，它怎的液联体底鲜料含初有可遮导电界的纳肢米管尸混合谈物。励随着务液体捡变干胁，纳蛙米管老在涂析料内笋形成洽可让勺电流课通过猴的传景导网犹，从他而使献整个罪涂层呼变热性。我们狱能用税一种凉透明测涂层削加热未整个充表面缺，它期可以表用来倦清洁攀沾了蛛水或哗结了亭冰的猫挡风撕玻璃宵或镜累子。研究出人员痰希望终这项铅技术惠能取代疯汽车花挡风袋玻璃鹿的嵌那入式争电阻蛮丝加伐热装萝置。除了辽比电舰阻丝茫加热拘更均绒匀以翻外，纳米斩管涂僚层的撤抗损徒性能缓也很相好。电符阻丝派一断连，整岔个加置热器饮就不细起作茎用了效，而这种顽新式镰涂层霜在有风断裂慎的情拾况下越仍能争加热捞。“缺呢陷”按碳纳泛米管但薄膜扔可改柄善太制阳能剧电池言表现碳纳脖米管弃薄膜轿可以谁用来民替换湾太阳善能电显池中捆通常姓使用翼的两单层物述质，要让然碳纳兔米管残薄膜穷胜任还这一烟位置尘，必袄须向尊其中格添加虚一些届“缺陷”。似新的丸研究鉴结果蔬有望在降尿低成栽本的菊同时晶，提学高太断阳能阳电池席的表请现。太阳旋能电邮池中哨有一么类名咳为染料福敏化魔太阳蹈能电堵池，它毅们内努部有派一层韵透明驰且可京导电逃的氧化批物薄惹膜。此外魔，染识料敏防化电巩池内似部还例有一剧层单舍独的铂薄滑膜，作浪为加课速相爸关化恩学反倘应的项催化估剂。元不过男，这们两种秧材料伞目前斑都存社在不形足之渡处。氧化洽物薄夏膜不歪易应滋用于迈柔软慨易弯昼曲变菠形的私材料，它狐们在甩刚性衔的耐盛热衬冒底（扮比如目玻璃舅）上捎的表天现更谣好。氧化喇物的风这一亡约束可会增兽加成定本并至限制占太阳界能电亦池产赤品的覆种类钱。而对贯于铂疾膜来鞠说，月制造王它需江要昂捎贵的耻设备。如果歉材料盾中有翼微小打的缺葵陷，具为化健学反希应物踩提供苗附着荡位置劫，那迫么就锯有可灶能起捷到更歉好的遭催化怕效果像头辛发一换样的定单层矩碳纳荣米管对于童很薄饲的碳歉纳米腿管膜润而言拔，增凝加缺迎陷会抬使其如催化吉能力夹提升10倍多尼。为了壮解决菌透明训度和拐导电掠性的撕平衡辜问题位，须创造哨更长纽奉的碳满纳米遇管，缎这样碑可以握同时膜提升毁薄膜庆的导航电性中和透架明度滚。新的施方法湾或许目同样巾可以茄利用肝于燃坝料电明池或巷蓄电勒池中嘉。纳米苦碳管粒储氢宅材料碳纳蜜米管字是直元径非乏常细孟的中劫空管些状纳辞米材帮料，它能雀够大督量地什吸附肺氢气加，成遥为许士多个“纳米寒钢瓶”。研究页表明柜，约2/服3的氢朗气能勺够在弟常温调常压胡下从誓碳纳善米管侍中释辆放出努来。据预乞测，涝不久诉后就尤可以巡寿生产堤出氢看气汽南车，和只需匹携带1.便5升左壮右的包储氢菠纳米涂碳管燃，即崇可行烫驶50脾0k叨m。纳米授碳管慰储氢高质论量的捡碳纳蹦米管宪能储速存大量氢饶气，款从而怒可以嫁实现谎用氢气为嘱燃料堵驱动爬无污嘴染汽搁车。H2纳米否碳管拥中注训入有咱富勒便烯的锣原型碳纳魄米管统放电恨与新疤型检利测仪僚器碳纳纲米管联发出违的电幅荷科学院家们察使用翻静电租力显冷微镜永获取扯了这臣张绦摸虫状岗的图聋像，沉图中刷展示候了直棚径为18纳米的碳素纳米椒管发据出的醒电荷辰。静电缺力显骆微镜姐影响乐了静榆电力蔬，从矛而获叛取了兴这些鞠图像蜘，这赠是无杨法通好过扫部描隧鹅道显款微技围术实扔现的月。静电孟力显箭微镜馒是一讨种非喇常简躬易的芒方法昨，它亭可以约在纳缸米世孕界中院观察捕包括无纳米围管在枣内任施何物碧体的扑静电食性。科学漫家希励望此毫项研追究能惯带来筹一种狱新电予子设零备的齿诞生秘。图中四明亮成的光咏晕是老由纳绝米管如帽发奸射出牲的电臂荷所阻产生方的，葡放电拢时，译纳米衫管则惠变暗叔。碳纳迈米管挤单分目子发蓄光元案件IB占M宣布橡成功怒开发姐出了由单后分子么碳纳开米管旅构成治的发治光元借件。该槽发光喝元件粘的尺拥寸为推世界律最小药。制抚造成吩功可兆电控肉的元锁件。这将辩推动降碳纳寻米管孤在纳勒米级构电子至工程踏学和欢光元乖件领费域的可应用程研究盟。IB佩M开发亿的发蛮光元碧件为高直径1.蔬4n桂m的纳烈米管岂状单沈分子钞。研赤究小在组已哨确认迈其可发娃出波股长1.辱5μ趁m的光。“般这一棍波长第的光捕广泛卷应用途于光耕通