简言之，科学家并不完全了解碳纳米管或碳纳米管，但他们知道它们是由碳原子组成的非常薄的轻质空心管。碳纳米管就像一片石墨，被卷成一个圆柱体，由独特的六边形晶格组成。碳纳米管非常小；一根碳纳米管的直径是一纳米，是人类头发直径的万分之一（1/10000）。碳纳米管可以制作成不同的长度。

碳纳米管根据其结构分为：单壁纳米管（SWNTs）、双壁纳米管（DWNTs）和多壁纳米管（MWNTs）。不同的结构具有不同的性质，使纳米管适合不同的应用。

由于其独特的机械、电气和热性能，碳纳米管为科学研究和工业及商业应用提供了令人振奋的机会。碳纳米管在复合材料工业中有很大的潜力。

碳纳米管是如何制造的？

蜡烛火焰自然形成碳纳米管。然而，为了将碳纳米管用于研究和制成品的开发，科学家们开发了更可靠的生产方法。虽然有许多生产方法在使用，但化学气相沉积、电弧放电和激光烧蚀是三种最常用的生产碳纳米管的方法。

在化学气相沉积法中，碳纳米管是由撒在基底上的金属纳米颗粒种子生长而成，并加热到700摄氏度（1292华氏度）。两种气体进入该过程开始形成纳米管。（由于金属和电路之间的反应性，氧化锆有时被用来代替金属来制作纳米颗粒种子。）化学气相沉积是商业生产中最常用的方法。

电弧放电是第一种用于合成碳纳米管的方法。两个碳棒端对端放置，电弧蒸发形成碳纳米管。虽然这是一种简单的方法，但碳纳米管必须与蒸汽和烟尘进一步分离。

激光烧蚀将脉冲激光与高温惰性气体配对。脉冲激光使石墨汽化，从蒸气中形成碳纳米管。与电弧放电法一样，碳纳米管也需要进一步纯化。

碳纳米管的优点

碳纳米管具有许多有价值和独特的特性，包括：

• 高导热性和高导电性
• 光学特性
• 灵活性
• 刚度增加
• 高抗拉强度（单位重量比钢强度高100倍）
• 轻量的
• 电导率范围
• 被操纵的能力仍然很强

当应用于产品时，这些特性提供了巨大的优势。例如，当用于聚合物时，大块碳纳米管可以改善产品的电、热和电性能。

应用和用途

今天，碳纳米管在许多不同的产品中得到应用，研究人员继续探索创造性的新应用。

目前的应用包括：

• 自行车部件
• 风力涡轮机
• 平板显示器
• 扫描探针显微镜
• 传感装置
• 海洋涂料
• 运动器材，如滑雪板、棒球棒、曲棍球棒、射箭和冲浪板
• 电路
• 寿命更长的电池
• 电子学

碳纳米管的未来用途可能包括：

• 服装（防刺和防弹）
• 半导体材料
• 航天器
• 太空电梯
• 太阳能电池板
• 癌症治疗
• 触摸屏
• 储能
• 光学
• 雷达
• 生物燃料
• 液晶显示器
• 亚显微试管

虽然目前高生产成本限制了商业应用，但新生产方法和应用的可能性令人鼓舞。随着人们对碳纳米管的了解不断扩大，它们的用途也将随之扩大。由于其独特的重要性质组合，碳纳米管不仅在日常生活中，而且在科学探索和医疗保健方面具有革命性的潜力。

碳纳米管可能的健康风险

碳纳米管是一种非常新的材料，几乎没有长期的历史。虽然还没有人因为纳米管而生病，但科学家们正在鼓吹在处理纳米颗粒时要谨慎。人类的细胞可以处理有毒和外来颗粒，如烟雾颗粒。但是，如果某个外来粒子太大或太小，身体可能无法捕获和处理该粒子。石棉就是这样。

潜在的健康风险并不值得警惕，但是，处理和使用碳纳米管的人员应采取必要的预防措施，避免接触。