碳納米管是一種由石墨碳原子結(jié)晶而成的無縫、中空的管狀納米碳材料，可以看作是由石墨烯層卷起來的直徑只有幾納米的微型管體，管的一端或兩端由富勒烯半球封帽而成。
比強度最高的人造材料，導電導熱和儲氫性能良好
碳納米管獨特的結(jié)構(gòu)和化學鍵，賦予了它獨特的力學、電學、熱學和化學性能，使得它在多個領域均可以有廣泛的應用。
1）最高的比強度：連接碳納米管中碳原子的共價鍵是自然界最穩(wěn)定的化學鍵。碳納米管有極高的抗拉強度和彈性模量，與此同時，碳納米管的密度卻只有鋼的1/6，是目前可以制備出的具有最高比強度的材料。
2）強柔韌性：碳納米管強度高卻不脆。彎曲碳納米管或在軸向?qū)ζ涫┘訅毫r，即使外力超過Euler強度極限或彎曲強度，碳納米管也不會斷裂，而是首先發(fā)生大角度彎曲，當外力釋放后，碳納米管又恢復原狀。
3）良好的導電性：碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，具有良好的導電性。碳納米管的電阻和其長度及直徑無關，電子通過碳納米管時不會產(chǎn)生熱量加熱碳納米管。電子在碳納米管中的傳輸就像光信號在光學纖維電纜中傳輸一樣，能量損失微小，是優(yōu)良的電池導電劑。
4）優(yōu)異的導熱性：碳納米管具有極高的導熱率，室溫下導熱率是金剛石的2倍，是目前已知的最好的導熱材料。此外，碳納米管軸向方向的熱交換性能很高，徑向方向的熱交換性能則較低，通過合適的取向，碳納米管可以合成各向異性高的熱傳導材料。
5）儲氫性能良好：碳納米管本身具有高比表面積，再經(jīng)過處理后具有優(yōu)異的儲氫能力。
6）優(yōu)越的嵌鋰特性：碳納米管的中空管腔、管與管之間的間隙、管壁中層與層之間的空隙及管結(jié)構(gòu)中的各種缺陷，為鋰離子提供了豐富的存儲空間和運輸通道。
7）化學穩(wěn)定性：碳納米管化學性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸性和耐堿性。在高分子復合材料中添加碳納米管可以提高材料本身的阻酸抗氧化性能。
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