碳納米管(Carbon Nanotubes，CNT)于1991年被Iijima"發(fā)現(xiàn)。由于其具有結(jié)構(gòu)、電學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性能，被認(rèn)為是復(fù)合材料的添加劑，具有的應(yīng)用前景，因而近年來受到了納米材料研究人員的普遍關(guān)注。

碳納米管的結(jié)構(gòu)

  碳納米管是一種徑向尺寸為納米量級(jí)，軸向尺寸為微米量級(jí)，主要是由呈六邊形排列著的碳原子構(gòu)成的同軸圓管。根據(jù)管壁碳原子層數(shù)目的不同可以將碳納米管分為兩類:單壁碳納米管（Single-walled Carbon Nanotubes，SWNT)和多壁碳納米管(Multi-walled Carbon Nanotubes，MWNTs)。單壁碳納米管由單層石墨烯片層卷曲而成，多壁碳納米管由二到數(shù)十層石墨烯片層卷曲而成。多壁碳納米管先于單壁碳納米管被發(fā)現(xiàn)，兩年后，利用電弧法各自合成了單壁碳納米管。碳納米管的管壁主要由SP2雜化的六邊形碳原子網(wǎng)格圍成，每個(gè)碳原子與相鄰三個(gè)碳原子鍵合，與金剛石的每個(gè)碳原子都與另外四個(gè)碳原子*鍵合的三維立方體結(jié)構(gòu)不同。制備過程中，碳納米管結(jié)構(gòu)的部分碳原子SP3雜化，或產(chǎn)生拓?fù)淙毕菪纬晌暹呅位蛘咂哌呅危@種情形通常出現(xiàn)在碳納米管的兩端或者管彎曲處。單壁碳納米管的直徑為1～3nm，小直徑為0.4nm，直徑大于3nm時(shí)會(huì)塌陷，結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定。多壁碳納米管為不同直徑的同軸單壁管結(jié)構(gòu)，層間主要存在著范德華力,多壁碳納米管的層間距約為0.34nm。與石墨類似，多壁碳納米管的層間可以相互滑動(dòng)。學(xué)者發(fā)現(xiàn)外徑9nm，內(nèi)徑1.3nm，含9層的碳納米管，在拉伸后有外徑為4nm 的內(nèi)層管(含同軸4層單壁碳納米管)被拉出來，其拉伸過程是*可逆的。碳納米管的直徑為納米級(jí)，但長度能幾百納米到幾十微米，甚至幾個(gè)毫米，具有的長徑比。

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03.09