碳納米管是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的一維量子材料。
碳納米管,又名巴基管,是一種具有特殊結(jié)構(gòu)(徑向尺寸為納米量級,軸向尺寸為微米量級,管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。
碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離,約0.34nm,直徑一般為2~20 nm。
并且根據(jù)碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種。其中螺旋型的碳納米管具有手性,而鋸齒形和扶手椅型碳納米管沒有手性。
結(jié)構(gòu)特征:
碳納米管中碳原子以sp2雜化為主,同時六角型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)存在一定程度的彎曲,形成空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其中可形成一定的sp3雜化鍵,即形成的化學(xué)鍵同時具有sp2和sp3混合雜化狀態(tài)。
而這些p 軌道彼此交疊在碳納米管石墨烯片層外形成高度離域化的大π 鍵,碳納米管外表面的大π 鍵是碳納米管與一些具有共軛性能的大分子以非共價(jià)鍵復(fù)合的化學(xué)基礎(chǔ)。