碳纳米管还有多少年要完成（你可能不知道的小知识）

大家一定还记得中学化学课上学到的碳这一奇妙的物质,它的其中两种同素异形体,性质完全相反:金刚石堪称自然界的“第一硬”,而石墨又是各种矿物中软得不能再软的一种。近年来纳米技术的兴起又为它带来了另一大新奇,这就是碳的另一种同素异形体——碳纳米管。

碳纳米管微观结构

碳纳米管是一种纳米材料，说到纳米材料，它就是纳米级结构材料的简称，是指纳米颗粒构成的固体材料，其中纳米颗粒的尺寸在通常情况下不超过100nm，从广义上说纳米材料是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度限制的各种固体超细材料。

碳纳米管扫描电镜图

碳纳米管可以看作是由石墨烯卷曲形成的管状结构，也可以看作是拉长的富勒烯结构。碳纳米管中的碳主要以sp2杂化形式存在，且形成了一个大的π离域体系，因其独特的结构赋予了它很多无以比拟的性质。

这里总结了关于碳纳米管的一些小知识，现在分享给大家：

一、多壁碳纳米管是1991年日本NEC科学家用电弧放电制备C60时在实验产生的黑色烟灰中用高分辨率透射电子显微镜发现的。后来在阳极的石墨棒中添加催化剂金属又制备出了单壁碳纳米管；

二、特定催化体系下碳纳米管的原子组装生长速度非常快，有报道称可以达到80μm/s；

三、碳纳米管根据最初活性金属上析出石墨片的不同手型指数从而会组装出不同卷曲角度的碳纳米管，从而区分为导电性的金属型碳纳米管和不导电的半导体型碳纳米管。手性指数还与碳纳米管的生长速度相关，手性角越大，生长速度越快；

四、单一手性指数的碳纳米管是呈现彩色的。我们目前观测到的碳纳米管之所以是黑色，因为其是很多种不同手性碳纳米管或者不同手性碳管层的混合物，如果将碳纳米管进行分离成单一手性，那将呈现出无比绚丽的五彩斑斓；

五、在具有超级强度的同时，更难能可贵的是，碳纳米管是柔性的，科学家们将其制作成柔性可折叠的智能穿戴用品；

六、碳纳米管是准一维的纳米材料，具有很高的长径比，除了sp2的六元环主体外，其两端是有帽子的，冒端的碳碳键中存在着sp3杂化形式；

七、结构完美的超长多壁碳纳米管管层之间存在着超润滑现象，其相邻管层之间可以发生相互滑动或者转动，可以用非常小的力抽出无限长的碳纳米管内层；

八、碳纳米管的内部是有空腔的，中间的空腔根据应用目的是可以被填充的。此外，碳纳米管空腔也可以为某些极端反应提供微小的密闭纳米尺度空间；

九、生理条件下的碳纳米管可以带正电，因此可以有效地与DNA结合并将其传递进入细胞内。科学家们将表达β-糖苷酶基因的质粒DNA与酰胺化的碳纳米管结合，使得基因在细胞内的表达效率提高了5-10倍。此外，还可以在碳纳米管上修饰有基因静息功能的siRNA，起到靶向和特异性杀灭癌症细胞的作用。