碳纳米管为什么那么轻

碳纳米管为什么那么轻

碳纳米管由单片纯石墨构成。是一种简单的“无缝圆柱形中空纤维”，碳纳米管中碳的相对原子质量较低，分子排列密集且以纳米为单位。

碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。

碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口）的一维量子材料。

碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2~20 nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。

碳纳米管的作用和用途

1、碳纳米管可以制成透明导电的薄膜，用以代替ITO（氧化铟锡）作为触摸屏的材料。先前的技术中，科学家利用粉状的碳纳米管配成溶液，直接涂布在PET或玻璃衬底上，但是这样的技术至今没有进入量产阶段。

2、碳纳米管可以应用于碳纳米管触摸屏。碳纳米管触摸屏首次于2008年间成功被开发出，至今已有多款智慧型手机上使用碳纳米管材料制成的触摸屏。

3、碳纳米管可以作为模具。在碳纳米管的内部可以填充金属、氧化物等物质，这样碳纳米管可以作为模具，首先用金属等物质灌满碳纳米管，就可以制备出最细的纳米尺度的导线。

4、碳纳米管可用作电双层电容器电极材料。电双层电容器既可用作电容器也可以作为一种能量存储装置。超级电容器可大电流充放电，几乎没有充放电过电压，循环寿命可达上万次，工作温度范围很宽。

碳纳米管是由碳原子二维六方晶格组成的一类纳米材料，其向一个方向弯曲并结合形成中空圆柱体。碳纳米管是碳的同素异形体之一，介于于富勒烯和石墨烯之间。除了这些单壁碳纳米管，该名称也用于由两个或多个嵌套纳米管组成的多壁变体，或卷成如卷轴般的多层石墨烯状条带。

碳纳米管的用途

碳纳米管的用途：

1、导电：碳纳米管具有一维中空管状结构，管壁由单层或多层石墨烯片围成，管径为纳米级，管长为微米级，长径比巨大，其性质会因石墨烯片的卷曲方式不同而发生变化，体现金属性或半导体性质。就导电性而言，碳纳米管可以是金属性的，也可以是半导体性的，甚至在同一根碳米管的不同部位，由于结构不同，也会表现出不同的导电性。有研究表明碳纳米管的电流运载能力是铜导线的一千倍。

2、超强抗拉：碳纳米管具有优越的机械性能：抗拉强度50~200GPa，相当于钢的100倍，但比重只有钢的六分之一，因而被称“超级纤维”；硬度与钻石相当，但柔韧性更强，可拉伸，其最大拉伸率高于任何金属；它还有很好的柔性、回弹性和抗畸变的能力，被人们认为是有最大强度重量比的纤维和强化相的终极形式。

3、导热：碳纳米管具有良好的导热性，轴向热导率为2000~3000W/mK，约为铜的10倍，钻石的3倍。

4、吸附：碳纳米管具有超大的比表面积，吸附性能强；同时具有良好的电磁波吸收等性能。

碳纳米管的用处

1、导电：碳纳米管具有一维中空管状结构，管壁由单层或多层石墨烯片围成，管径为纳米级，管长为微米级，长径比巨大，其性质会因石墨烯片的卷曲方式不同而发生变化，体现金属性或半导体性质。

2、超强抗拉：碳纳米管具有优越的机械性能，抗拉强度50-200GPa，相当于钢的100倍，但比重只有钢的1/6，因而被称超级纤维；硬度与钻石相当，但柔韧性更强，可拉伸，其最大拉伸率高于任何金属；它还有很好的柔性、回弹性和抗畸变的能力。

3、导热：碳纳米管具有良好的导热性，轴向热导率为2000-3000W/mK，约为铜的10倍，钻石的3倍。

4、吸附：碳纳米管具有超大的比表面积，吸附性能强； 同时具有良好的电磁波吸收等性能。