碳纳米管材料及应用.pdf

第 24 卷 　第 3 期 物 　理 　学 　进 　展 Vol . 24 ,No . 3 　2004 年 9 月 PRO GR ESS IN PH YSICS Spet . ,2004 文章编号 (2004) 碳纳米管材料及应用 1 2 黄德超 ,黄德欢 ( 1. 东华理工学院应用化学系 ,江西抚州 344000 2 . 斯坦福大学 ,美国加州 94305-4088) 摘 　要 : 　碳纳米管自发现以来 , 由于其独特的结构和奇特的物理 ,化学和力学特性以及其 潜在的应用前景而倍受人们的关注 。本文介绍近年来这一前沿研究领域所取得的部分重要 研究进展 ,并讨论碳纳米管的几种应用前景 。 关键词 : 　碳纳米管 ;纳米材料 ;碳纳米管应用 ;碳纳米管特性 中图分类号 : 　TN 405 　　　　文献标识码 : A 0 　引言 碳纳米管自发现以来 , 由于其独特的结构和奇特的物理 ,化学和力学特性以及其潜在 的应用前景而倍受人们的关注 。本文介绍近年来这一前沿研究领域所取得的部分重要研 究进展 ,并讨论碳纳米管的几种应用前景 。 ( ) ( ) 碳纳米管 carbon nanot ubes , CN Ts 于 199 1 年由N EC 日本电气 筑波研究所的饭岛 ( ) 澄男 Sumio Iij ima 首次发现 。碳纳米管由于其独特的结构和奇特的物理 ,化学和力学特 性以及其潜在的应用前景而倍受人们的关注 ,并迅速在世界上掀起了一股研究的热潮 。 近年来的研究结果表明 ,碳纳米管作为准一维的纳米材料将在介观领域和纳米电子 学器件及其集成等方面有着十分重要的应用前景 。碳纳米管不仅可以用作制备超强光导 纤维 ,复合材料的增强剂 ,扫描隧道显微镜和原子力显微镜的针尖等 ,更重要的是它还可 以用于制造纳米电子学器件和用来连接这些极微小电子器件的连线 ,这对纳米电子学的 发展和未来超大规模集成电路的制造有着非常重大的意义 。因此 ,碳纳米管被认为是当 代材料科学的一项重大突破 。在碳纳米管发现后的短短十年里 ,有关碳纳米管及其应用 的研究工作已经取得了很多重大进展 。特别是在碳纳米管的制备和生长机制 ,碳纳米管 的结构 ,碳纳米管的电学和力学特性等研究领域里取得的成果已经为碳纳米管的应用奠 定了一定的基础 。 收稿 日期 : © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 　3 期 黄德超等 :碳纳米管材料及应用 275 1 　碳纳米管的结构 ( ) ( ) 碳纳米管 ,又称巴基管 buckytubes ,属于富勒 fullerene 碳系 ,图 1 是各种结构的碳系材 ( ) ( ) 料 ,图中从左到右分别是金刚石 ,C 碳 60 ,石墨 graphite 和碳纳米管的原子结构图。 60 图 1 　各种结构的碳系材料 ,从左到右包括金刚石 ,碳60 ( C60 ) ,石墨和 ( ) 碳