石墨、金刚石家族新成员——碳纳米管
石墨、金刚石家族新成员——碳纳米管
管体 。石墨 烯 的片 层 一 般 可 以从 一 层 到上 百 层 ， 含
有一 层 石墨 烯 片层 的称 为 单 壁 纳 米 碳 管 ， 于 一 多 层 的则称 为多 壁 纳米碳 管 。
随 着 Ｃ 。 出 现 ， 同 族 物 如 Ｃ 碳 纳 米 管 等 。的 其 先 后被 发现 ， ∞及其 同族物 作 为碳 的 第 ３种 稳 定存 Ｃ 在 的 晶体 结 构 ， 一个 非 常庞 大 的家族 ， 中富勒烯 是 其 球形 分 子 如 Ｃ 和 碳 纳 米 管 均 为 全 碳 分 子 ， 是 晶 也 形碳 中能够 完 整而稳 定存 在 的形 式 】 。
碳单 质—— 碳 纳 米 管 ； ９ ２年 ， 研 人 员 发 现 碳 纳 １９ 科
米管 随 管壁 曲卷 结构 不 同而呈 现 出半 导体 或 良导体
的特 异 导 电性 ， ｂ ｅｎ等 提 出 了实验 室 规模 合 成碳 ｇ ｂｓ
纳 米管 的方 法 ； ９ ５年 ， 学 家 研 究 并 证 实 了 其 优 １９ 科
究 小 组 制 成 碳 纳 米 管 阴 极 彩 色 显 示 器 样 管 ；０ ０ ２ ０
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图２
年， 日本 科 学家 制成 高 亮 度 的碳 纳 米 管 场 发 射 显 示
器样管 。此 后 ， 多 国 家 的科 学 家投 人 大 量 的 精 力 许 对 碳纳 米管 的 制 备 、 质 、 用 进 行 了 一 系列 的 研 性 应 究， 并取 得 了可 喜 的成 果 。
碳纳 米管 ， 名 巴基管 ， 由石 墨碳 原 子层 卷 曲 又 是 而成 的碳 管 。管 直 径 一 般 为 几 个 纳 米 到 几 十 个 纳 米 ， 壁厚 度 仅为 几个 纳 米 ， 铁 丝 网卷 成 的一个 空 管 像 心 圆柱状 “ 笼形 管 ” 它是 一 种 具 有 特 殊结 构 （ 向 。 径
碳纳米管简介
碳纳米管简介
1.碳纳米管的发现 碳纳米管是在1991年1月由日本筑波 NEC实验室的物理学家饭岛澄男使用 高分辨率分析电镜从电弧法生产的碳 纤维中发现的。
2) 锂离子电池 碳纳米管的层间距为0.34nm,略大于石墨的 层间距0.335nm,这有利于Li+的嵌入与迁出,它 特殊的圆筒状构型不仅可使Li+从外壁和内壁两 方面嵌入,又可防止因溶剂化Li+嵌入引起的石 墨层剥离而造成负极材料的损坏。碳纳米管掺 杂石墨时可提高石墨负极的导电性,消除极化。 在锂离子电池中加入碳纳米管,也可有 效提高电池的储氢能力,从而大大提高锂离子电 池的性能。
3) 碳纳米管复合材料
基于纳米碳管的优良力学性能可将其作 为结构复合材料的增强剂。研究表明， 环氧树脂和纳米碳管之间可形成数百 MPa的界面强度。 除做结构复合材料的增强剂外，纳米碳 管还可做为功能增强剂填充到聚合物中， 提高其导电性、散热能力等
4) 电磁干扰屏蔽材料及隐形材料
碳纳米管是一种有前途的理想微波吸收剂,可用于隐形 材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料。 碳纳米管对红外和电磁波有隐身作用的主要原因有两点: 一方面由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长,因 此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多, 这就大大减少波的反射率,使得红外探测器和雷达接收到 的反射信号变得很微弱,从而达到隐身的作用; 另一方面,纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3～4 个数量级,对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得 多,这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大 降低,因此很难发现被探测目标,起到了隐身作用。由于发 射到该材料表面的电磁波被吸收,不产生反射,因此而达到 隐形效果。
碳纳米管的发展历程
碳纳米管的发展历程碳纳米管是一种极其重要的纳米材料，于1991年被发现，随着拓扑电子的出现，迅速成为了研究领域的热点，被誉为材料科学的“奥秘之子”。
在经过数十年的工艺改进和研究探索后，碳纳米管已经成为了许多领域的主流材料，是未来技术发展的重要推手。
一、碳纳米管的发现1991年，日本科学家伊吹丰文、田中章等人从石墨在石英管中的蒸发凝结过程中发现了碳纳米管。
经过进一步的分析和研究，他们发现这种管状物质是由单层或多层的石墨层叠组成的，而且长度非常长，直径约在5~10纳米之间，既具有晶体的长程周期性结构，又具有无限循环的曲线上升结构，可以用来解释许多神秘的负传输指数现象，被称为"万能线"。
二、碳纳米管的发展在碳纳米管的发现之后，科学家们开始了对它所具有的神奇特性进行进一步的研究和应用。
在1993年，美国的科学家就提出了一种可以制备出单壁碳纳米管的方法。
这种方法是将石墨和金属处理成溶液形态，然后用气体进行化学反应产生单壁碳纳米管。
1996年，奈米技術成为科技新热点，美国将其列入国家科技革新战略的重要内容之一。
碳纳米管成为国家重点研究的重要领域。
随着碳纳米管在材料科学领域的不断应用，其在药物传输、医疗、能源等领域都得到了广泛的应用。
通过纳米技术可以将药物包裹在碳纳米管里，改变药物在体内的分布和释放特性，增加疗效、降低用药剂量。
三、碳纳米管在未来的发展碳纳米管在未来的发展可以分为三个阶段：第一个阶段是进一步完善其工艺技术，提高其制备和组装技术，以及成品的品质和可靠性；第二个阶段是扩大其应用领域，在材料科学、生物领域等方面得到更广泛的应用；第三个阶段是开展碳纳米管的基础研究，寻求碳纳米管的更深层次的物理、化学和物性等研究。
总之，碳纳米管是朝气蓬勃的科技材料之一，它的应用前景非常广阔，值得科学家们继续探索和开发，并为人类的生活和社会进步做出不可磨灭的贡献。
石墨烯与碳纳米管：一样的前生,不一样的今世
石墨烯与碳纳米管：一样的前生，不一样的今世精选|关键词:石墨烯, 碳纳米管2010年10月4日，诺贝尔物理学奖揭晓，获奖者是英国曼彻斯特大学物理和天文学院的Andre Geim和Konstantin Novoselov，获奖理由为“二维空间材料石墨烯（graphene）方面的开创性实验”。
从2004年石墨烯被成功剥离[1]至2010年斩获诺贝尔奖，是什么魔力让这一看似“普通”的碳材料在短短的6年时间内缔造了一个传奇神话？而回眸看其同族兄弟碳纳米管，自1991年被发现至今近20年，历经风雨，几经沉浮，不过是“为他人做嫁衣裳”。
石墨烯即为“单层石墨片”，是构成石墨的基本结构单元；而碳纳米管是由石墨烯卷曲而成的圆筒结构（图1）。
作为一维（1D）和二维（2D）纳米材料的代表者，二者在结构和性能上具有互补性。
从结构上来看，碳纳米管是碳的一维晶体结构；而石墨烯仅由单碳原子层构成，是真正意义上的二维晶体结构。
从性能上来看，石墨烯具有可与碳纳米管相媲美或更优异的特性，例如高电导率和热导率、高载流子迁移率、自由的电子移动空间、高强度和刚度等。
网上大多溢美之词：“Pencil + sticky tape = desktop supercollider + post-silicon processors”，“Material of the Future”，“A thoroughbred that has to be tamed”，“Electron superhighway”，...。
目前，关于碳纳米管的研究，无论在制备技术、性能表征及应用探索等方面都已经达到了一定的深度和广度。
组成及结构上的紧密联系，使二者在研究方法上具有许多相通之处。
事实上，很多针对石墨烯的研究最开始都是受到碳纳米管相关研究的启发而开展起来的。
图1 石墨烯与碳纳米管石墨烯的发展历程与碳纳米管极为类似。
在碳纳米管被发现之前，碳的晶体结构为代表[2]）。
新型材料有哪些
新型材料有哪些新型材料是指相对于传统材料而言，结构、性能或者应用方面有了重大突破或创新的材料。
随着科技的发展，新型材料在各个领域都得到广泛应用。
下面将介绍几种常见的新型材料。
1. 碳纳米管：碳纳米管是由碳原子构成的空心圆柱体，具有极强的强度和导电性能。
由于其优异的力学性能，碳纳米管在航空航天、电子器件等领域得到广泛应用。
2. 石墨烯：石墨烯是由碳原子构成的单层二维晶体，具有独特的高导电性、高导热性和优秀的力学性能。
石墨烯在超级电容器、柔性显示屏等领域具有广阔的应用前景。
3. 3D打印材料：3D打印技术的兴起催生了新的材料需求。
目前研发出的3D打印材料种类繁多，包括塑料、陶瓷、金属和生物材料等。
这些材料在制造、医疗等领域有着广泛的应用。
4. 高温超导材料：高温超导材料是指在相对较高温度下表现出超导性能的材料。
传统的超导材料需要极低的温度才能表现出超导性，而高温超导材料的发现为能源传输和储存技术带来了新的突破。
5. 智能材料：智能材料是指能对外界刺激做出响应的材料，包括形状记忆合金、传感材料等。
这些材料在自动控制、传感器等应用方面具有重要的意义。
6. 生物再生材料：生物再生材料是一种能够被生物体吸收和代谢的材料，包括生物降解材料和生物活性材料。
生物再生材料在组织工程、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。
7. 纳米材料：纳米材料是指尺寸在纳米级别的材料，具有优异的力学性能和电子性能。
纳米材料在电子器件、催化剂等领域有着重要的应用价值。
总之，新型材料的不断涌现和应用推广，为各个领域的科学研究和工程实践提供了更多的选择，有助于推动科技创新和经济发展。
随着科技的进一步发展，我们可以期待更多种类的新型材料的出现。
改变世界的新材料
20234DEC.撰文/张寿春（中南大学化学化工学院）料改变世界的新材 碳纳米管结构示意图我们正在经历第四次工业革命，这是人类文明史上继蒸汽技术革命、电力技术革命、信息技术革命之后又一次重大飞跃，新计算技术、物联网技术、人工智能、先进材料、生物技术、空间技术等取得了空前快速的发展。
其中材料科学的发展进步，深刻影响着我们的衣、食、住、用、行。
“刀枪不入”的 碳纳米管碳纳米管是由呈六边形排列的碳原子构成的一维纳米材料，它与金刚石、石墨、富勒烯（一种完全由碳组成的中空分）等一样同属于碳家族成员。
这种由碳原子层卷曲而成的碳管，管壁厚度只有几纳米，管直径也只有几纳米至几十纳米，几万个并排起来才有人的一根头发丝粗。
碳纳米管号称“超级纤维”，它的密度仅为钢的1/6，但抗拉强度却是钢的100倍。
用碳纳米管制成高强度碳纤维材料，再用这种材料生产出轻便且能“刀枪不入”的防弹背心，即使是武侠小说《射雕英雄传》中桃花岛的镇岛之宝“软猬甲”，也不能与之媲美。
碳纳米管因其独特的结构和物理化学性质，成为最有前景的新材料之一，在信息储存、电子器件、储能、航空航天等领域具有广泛的应用。
5（责任编辑 / 高琳 美术编辑 / 周游）新成果层出不穷，新材料日新月异。
在材料科学领域里，人类正在不断创造奇迹，未来也会创造出更多奇迹，让我们拭目以待！ 杭州亚运会电竞类比赛主场馆，屋顶的电致变色玻璃天窗可通过感应室外温度，自动调节进入室内的热辐射量能够“呼吸”的 贮氢合金贮氢合金是在一定温度和压力下，能可逆地吸收和释放氢的合金。
它仿佛能呼吸一样，可以吸入和呼出氢气。
因此，可以采用贮氢合金来储能，为航天器、潜艇、燃料电池汽车等提供动力。
更重要的是，它储氢密度高、能源损耗低，且不需要庞大而笨重的钢制容器，使用、存储和运输都极为安全方便。
在未来的能源结构中，氢能是最具发展潜力的清洁能源之一，会“呼吸”的贮氢合金有望为人类“呼出”一个低碳环保、绿色亮丽的生态环境！“百变大咖”的 电致变色材料电致变色材料在外电压驱动下，其光学属性能够发生可逆和持久稳固的变化，外观上则表现为颜色和透明度的可逆变化。
碳纳米管
碳纳米管：贵比黄金、细赛人发的"超级纤维" -------------------------------------------------------------------------------- 贵比黄金、细赛人发的“超级纤维”碳纳米管，实际上和金刚石、石墨同属于一个家族。
作为近年来材料领域的研究热点，碳纳米管受到各国科学家的高度重视。
和厘米、微米一样，纳米是一种尺度单位，一纳米是一米的十亿分之一。
1991年被人类发现的碳纳米管，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。
它非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是长度和直径之比很高的纤维。
作为石墨、金刚石等碳晶体家族的新成员，碳纳米管韧性很高，导电性极强，场发射性能优良，兼具金属性和半导体性，强度比钢高100倍，比重只有钢的1／6。
因为性能奇特，被科学家称为未来的“超级纤维”。
虽然成分和石墨一样，但碳纳米管潜在用途十分诱人：可制成极好的微细探针和导线、性能颇佳的加强材料、理想的储氢材料。
它使壁挂电视进一步成为可能，并在将来可能替代硅芯片的纳米芯片和纳米电子学中扮演极重要的角色，从而引发计算机行业革命。
碳纳米管也是“纳米世界”中的重要一员。
在纳米材料中，包括碳纳米管、碳纳米纤维在内的碳纳米材料一直是近年来国际科学的前沿领域之一。
从近期美国《科学索引》核心期刊发表的和碳纳米管有关论文数看，我国排在美、日之后位居世界前列。
碳纳米管的发展历程如下：1991年，日本科学家发现碳纳米管；1992年，科研人员发现碳纳米管随管壁曲卷结构不同而呈现出半导体或良导体的特异导电性；1995年，科学家研究并证实了其优良的场发射性能；1996年，我国科学家实现碳纳米管大面积定向生长；1998年，科研人员应用碳纳米管作电子管阴极；1998年，科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管；1999年，韩国一个研究小组制成碳纳米管阴极彩色显示器样管；2000年，日本科学家制成高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。
碳纳米管介绍
此法特点：操作简单, 工艺参数更易控制，生长温度相对较低，成本低，产量大，可规模化生产。但由于其制备的碳纳米管含有许多杂质,且碳纳米管缠绕成微米级大团，需要进一步纯化和分散处理。
二.碳纳米管材料的性能
热学性能
碳纳米管具有良好的传热性能，由于是一维材料，其在径向上的导热性能优越，我们甚至可以在复合材料中掺杂微量的碳纳米管 ,使得复合材料的热导率得到很大的改善。
碳纳米管材料的性能
储氢性能
碳纳米管具有比较大的表面积，且具有大量的微孔，其储氢量远远大于传统材料的储氢量，因此被认为是良好的存储材料。
激光蒸发法是一种简单有效的制备碳纳米管的新方法。与电弧法相比，前者用电弧放电的方式产生高温，后者则用激光蒸发产生高温。得到的碳纳米管的形态与电弧法得到的相似，但碳纳米管质量更高，并无无定形碳出现。这种方法易于连续生产，但制备出的碳纳米管的纯度低，易缠结，且需要昂贵的激光器，耗费大。
3.化学气相沉积法（CVD）
碳纳米管对红外和电磁波有隐身作用：一方面由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，大大减少波的反射率；另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3-4 个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，也使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降低，起到了隐身作用。可用于隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料。
在一长条石英管中间放置一根金属催化剂/石墨混合的石墨靶，该管则置于一加热炉内。当炉温升至一定温度时，将惰性气体充入管内，并将一束激光聚焦于石墨靶上。在激光照射下生成气态碳，这些气态碳和催化剂粒子被气流从高温区带向低温区时，在催化剂的作用下生长成碳纳米管。
纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯性能的第一原理研究
纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯性能的第一原理研究纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯是当今材料科学领域备受关注的研究热点。
这些材料具有独特的结构和特性，广泛应用于电子器件、能源储存、催化剂等领域。
本文将以第一原理计算的方法探究纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯的特殊性能。
首先，我们来介绍纳米金刚石。
纳米金刚石是由碳原子通过化学气相沉积等方法制备而成的一种材料。
它具有极高的硬度和优异的导热性能。
通过第一原理计算，我们可以得到纳米金刚石的电子结构和声子谱。
研究发现，纳米金刚石比传统金刚石更加稳定，表面能也更低，这使得它在催化剂和传感器等领域有着广阔的应用前景。
接下来，我们转向碳纳米管。
碳纳米管是由石墨烯卷曲而成的一维结构材料。
它具有良好的导电性、导热性和力学性能。
在第一原理计算中，我们可以研究碳纳米管的带隙和能带结构，揭示其导电性质的来源。
碳纳米管的直径和卷曲方式对其电子结构和机械性质有着重要影响。
研究发现，碳纳米管可以用作场效应晶体管、纳米电子器件和传感器等多种应用。
最后，我们来讨论石墨烯。
石墨烯是由单层碳原子构成的二维晶体材料。
它具有出色的电子传导性、光学透明性和强度。
通过第一原理计算，我们可以研究石墨烯的结构、能带和振动谱。
研究发现，石墨烯具有线性色散关系的能带结构，这赋予了它独特的电子输运性质。
石墨烯可以用于柔性电子器件、储能器件和光电器件等多个领域。
纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯的研究不仅局限于理论计算，也需要与实验相结合。
实验可以验证理论预测的性质，并探索这些材料的合成和应用。
此外，通过材料设计和工程的手段，还可以调控和优化纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯的特性，进一步提高其性能和应用潜力。
总结来说，纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯具有独特的结构和特性，通过第一原理计算可以深入研究它们的性质。
这些材料在电子器件、能源储存和催化剂等领域有着广泛的应用潜力。
随着材料科学的不断进步，相信纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯的研究将会取得更多重要的突破和应用综上所述，纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯是具有独特结构和特性的新兴材料。
石墨烯和碳纳米管
石墨烯和碳纳米管
石墨烯和碳纳米管（以下简称CNT）——介绍如下：
1.什么是石墨烯：
石墨烯是一种特殊的单层石墨，位于萤石硅结构的顶部，形成单轨道层。
它以蜂窝或薄片形式存在，主要由六角面形成的碳原子组成，俗称“人造金刚石”。
它具有优异的机械性能，高热稳定性和电导性，能有效吸收、散布或转化各种能源。
2.什么是碳纳米管：
碳纳米管是由一维排列的碳原子制成的纳米管，具有优异的电学性能、机械性能和光学性能。
它就像是一条长而狭窄的袋子，由于其宽度仅为几纳米，具有高灵敏度和柔韧性。
此外，碳纳米管具有高抗热性能，耐酸碱性，易於模拟电路，寿命非常长，以及可以作为隧道管，作为电池和催化剂等。
3.石墨烯与碳纳米管的区别：
第一，在结构上，石墨烯是一种单层面结构，而碳纳米管是一种多层面结构。
第二，在性能上，石墨烯的热导率和介电常数比碳纳米管高，透明度强；碳纳米管具有较高的抗化学腐蚀性，可作为隧道管，力学强度更高。
第三，在用途上，石墨烯可以用作电池、柔性显示屏以及量子点等；碳纳米管可用于电子器件、坞状结构及光学应用等。
神奇的碳探索纳米碳管的奇迹
神奇的碳探索纳米碳管的奇迹神奇的碳探索：纳米碳管的奇迹碳，作为一种常见的元素，一直以来都是科学家们研究的焦点之一。
它的化学性质的多样性使得碳在自然界中呈现出众多的形式，如石墨、金刚石等。
而在碳的众多形态中，纳米碳管的发现被科学界誉为一个奇迹，因为其独特的物理性质和潜在的应用价值。
一、碳的多样性和结构特点在探索纳米碳管之前，我们需要先了解碳的多样性和结构特点。
碳最基本的形态有两种：石墨和金刚石。
石墨由二维层状排列的碳原子组成，呈现出类似蜂窝的晶体结构，具有良好的导电性。
金刚石则是由立方晶体结构的碳原子组成，结构紧密、硬度极高。
而纳米碳管是由碳原子以圆筒形态排列而成的结构，可以是单壁纳米碳管（Single-walled carbon nanotubes, SWCNTs）或多壁纳米碳管（Multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs）。
SWCNTs只有一个碳层，而MWCNTs则由多个碳层环绕而成。
这种圆筒结构赋予了纳米碳管一些令人惊奇的性质和潜在应用。
二、纳米碳管的奇迹1.极高的强度和韧性纳米碳管具有超强的力学性能，远远超过其他材料。
由于其直径只有几纳米至几十纳米，但长度可达数微米至数厘米，因此纳米碳管具有极高的纵向强度和韧性。
这使得纳米碳管在材料加固和增强方面具有巨大潜力，可以用于制备高强度的复合材料。
2.优异的导电性和热导性由于碳原子的特殊排列结构，纳米碳管表现出优异的电导性和热传导性能。
在导电性方面，纳米碳管可以远远超过铜、银等传统导电材料，有望应用于高效电子器件的制造。
而在热传导性方面，纳米碳管的热导率甚至超过铜和钻石，可应用于热管理领域和热界面材料的开发。
3.特殊的光学性质纳米碳管还表现出独特的光学性质，例如量子限制效应和宽带吸收特性。
这使得纳米碳管在光电子学和纳米光学领域具有广泛的应用前景，如太阳能电池、光电传感器等。
4.应用前景和挑战纳米碳管的独特性质赋予其广泛的应用前景，涵盖了多个领域。
新材料概论——碳纳米管
新材料概论——碳纳米管碳纳米管是一种由碳原子组成的纳米材料，具有特殊的结构和优异的性能，被认为是未来材料科学发展的重要方向之一、本文将从碳纳米管的定义、制备方法、结构特点和应用领域等方面进行阐述。
首先，碳纳米管是由碳原子按照特定的方式排列而成的管状结构。
它们的直径通常在纳米尺度范围内，但长度可达数微米至数厘米。
碳纳米管可以分为单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）两种形式。
单壁碳纳米管具有单层碳原子构成的管状结构，而多壁碳纳米管由多个同心层组成，每层之间有适当的间隙。
制备碳纳米管的方法有很多种，包括化学气相沉积、物理气相沉积、电化学剥离等。
其中，化学气相沉积是最常用的方法之一、该方法在惰性气氛中将碳源分解并沉积在金属催化剂上，从而形成碳纳米管。
此外，还可以利用电弧放电、化学还原剥离等方法获得碳纳米管。
碳纳米管的结构特点使其具有许多独特的性能。
首先，碳纳米管具有优异的导电性能，其导电能力可媲美铜和银等传统导电材料。
其次，碳纳米管具有优异的机械性能，具有很高的抗拉强度和模量。
此外，碳纳米管还具有优异的光学性质和热导性能，具有良好的化学稳定性和抗辐射性能。
碳纳米管的应用领域非常广泛。
在电子器件方面，碳纳米管可以用于制备纳米晶体管和纳米电极，可用于高分辨率显示器、柔性电子器件和高性能电池等。
在能源领域，碳纳米管也可以用于制备锂离子电池和超级电容器，以提高能源存储和转换效率。
此外，碳纳米管还可以用于传感器、生物医药、纳米催化剂等领域。
总之，碳纳米管作为一种新型材料，具有独特的结构和优异的性能，在材料科学领域具有广阔的应用前景。
随着制备技术的不断改进和研究的深入，碳纳米管的应用范围将进一步扩大，为各个领域的科技发展和实际应用带来更多的可能性。
单质碳的第三种同素异形体
单质碳的第三种同素异形体
单质碳是一种非常重要的元素，它有许多同素异形体。
其中最常见的三种同素异形体是石墨、金刚石和富勒烯。
但实际上，还有第三种同素异形体，它被称为碳纳米管。
碳纳米管是由碳原子构成的管状结构，其直径在纳米级别，长度可以达到数百微米。
它们可以由多种方法制备，如化学气相沉积、电弧放电法和化学还原法等。
碳纳米管具有许多出色的物理和化学性质。
首先，它们非常坚固和耐用。
这使得它们成为一种理想的材料用于制造高强度的复合材料、电子器件和传感器等。
其次，由于其结构特殊，碳纳米管具有优异的导电性和导热性能。
这使得它们在电子学、光电子学和催化剂等领域中具有广泛应用前景。
此外，碳纳米管还具有其他一些特殊性质。
例如，在某些情况下，碳纳米管可以表现出超导现象；同时，在生物医学领域中也发现了一些有趣的应用，如用于药物传递和癌症治疗等。
总之，碳纳米管是一种非常重要的同素异形体，具有出色的物理和化学性质，对于现代科技的发展具有重要意义。
由碳元素组成的单质
由碳元素组成的单质碳是一种化学元素，其原子编号为6，化学符号为C。
它是地球上最常见的元素之一，也是生命的基础。
碳元素可以以多种形式存在，包括单质和化合物。
在这里，我们将重点讨论由碳元素组成的单质。
1. 石墨：石墨是由层状的碳原子组成的单质。
每个碳原子都与其他三个碳原子形成共价键，形成六角形的结构。
石墨具有层状结构，层与层之间通过弱的范德华力相互作用而保持在一起。
这种结构使得石墨在垂直方向上具有很高的导电性和导热性，因此常用于制造铅笔芯和涂层材料。
2. 金刚石：金刚石是由由碳原子通过共价键形成的晶格结构。
每个碳原子都与其他四个碳原子形成四面体结构。
金刚石是地球上最硬的天然物质之一，具有非常高的抗压强度。
它的硬度和耐磨性使得金刚石广泛应用于工业领域，例如用于切割、磨削和钻孔。
3. 碳纳米管：碳纳米管是由碳原子通过共价键形成的管状结构。
这种结构可以视为将石墨层卷曲而成的管状形式。
碳纳米管具有很高的强度和导电性能，同时也具有优异的热导性能。
由于其独特的结构和性能，碳纳米管在纳米技术、电子器件和材料科学领域得到广泛应用。
4. 富勒烯：富勒烯是由碳原子通过共价键形成的球状结构。
最早发现的富勒烯是C60富勒烯，也被称为巴克球。
富勒烯的结构类似于足球，由20个六角形和12个五角形构成。
富勒烯具有很高的化学稳定性和电子特性，在材料科学、医学和能源领域具有潜在的应用价值。
总结起来，由碳元素组成的单质主要包括石墨、金刚石、碳纳米管和富勒烯。
它们具有不同的结构和性质，因此在各自领域具有广泛的应用。
碳材料有哪些
碳材料有哪些
碳材料是一类以碳元素为主要成分的材料，具有许多独特的性质和广泛的应用。
碳材料包括多种形式，如石墨、金刚石、碳纳米管、碳纳米纤维等，下面将对这些常见的碳材料进行介绍。
首先，石墨是一种具有层状结构的碳材料，其层间结合力较弱，因此层与层之
间可以相对容易地相对滑动。
这使得石墨具有良好的润滑性能，常用于制造润滑材料、导电材料和热传导材料。
此外，石墨还具有良好的导热性能和化学稳定性，因此在高温环境下也有着广泛的应用。
其次，金刚石是一种由碳原子通过共价键结合而成的晶体结构，具有极高的硬
度和热导率。
金刚石常被用作切削工具和研磨材料，其硬度远远高于其他材料，因此在加工硬质材料时具有独特的优势。
此外，碳纳米管是由碳原子通过特殊的排列方式形成的管状结构，具有极好的
机械性能和导电性能。
碳纳米管不仅具有极高的强度和韧性，还具有优秀的导电性和导热性，因此在纳米材料领域有着广泛的应用前景。
另外，碳纳米纤维是由碳原子通过特殊的纤维结构排列而成，具有极高的比表
面积和机械性能。
碳纳米纤维不仅具有优异的力学性能，还具有良好的化学稳定性和导电性能，因此在复合材料、电子材料和能源材料等领域具有广泛的应用前景。
总的来说，碳材料具有多种形式和独特的性质，广泛应用于润滑材料、切削工具、纳米材料、复合材料等领域。
随着科学技术的不断发展，碳材料的研究和应用将会更加广泛和深入，为人类社会的发展带来更多的惊喜和可能。
石墨负极 碳纳米管
石墨负极碳纳米管
石墨负极是电池的一种组成部分，主要用于锂离子电池中。
碳纳米管是一种纳米材料，由碳原子组成，形如空心的管子。
这两者在锂离子电池领域有着紧密的联系。
锂离子电池的工作原理是利用锂离子在正负极之间来回运动，实现电荷的转移。
正极通常由钴或锰等金属氧化物构成，而负极则通常采用一种叫做石墨的材料。
石墨负极能够将锂离子嵌入自身结构中，实现储存，并在需要时释放出来，使电池工作。
然而，传统的石墨负极材料在循环充放电过程中容易发生软化和膨胀，导致材料的失效和电池寿命的下降。
为了克服石墨负极的缺陷，科学家们开始研究开发新的材料，如碳纳米管。
碳纳米管由于其特殊的结构和化学性质，具有很高的导电性和机械强度，能够克服传统石墨负极的缺陷。
碳纳米管作为负极材料能够增加电池的储能密度，提高电池的性能，并延长电池的使用寿命。
虽然碳纳米管作为锂离子电池负极材料具有很大的潜力，但是由于制备成本和技术限制等原因，目前仍然处于研究和开发阶段，还没有广泛应用于实际电池生产中。
石墨、金刚石家族新成员——碳纳米管
石墨、金刚石家族新成员——碳纳米管摘要介绍了碳纳米管的发展历史、结构、制备方法，并重点介绍了碳纳米管在纤维材料、复合材料、电子器件、催化、储氢等领域的应用。
关键词碳纳米管电弧法复合材料储氢作为石墨、金刚石等碳晶体家族的新成员，碳纳米管（Carbon nanotube）于1991年被发现，是近年来引起高度兴趣的一类新奇纳米碳素材料。
碳纳米管、碳纳米纤维在内的纳米材料是近年来国际科学发展的前沿领域之一。
1碳纳米管的发展随着C60及富勒烯化合物的合成，寻找碳可能存在的同素异形体业已成为人们关注的焦点。
1991年，日本科学家饭岛（Iijima）发现了一种针状的管形碳单质——碳纳米管;1992年，科研人员发现碳纳米管随管壁曲卷结构不同而呈现出半导体或良导体的特异导电性，Ebbesn等提出了实验室规模合成碳纳米管的方法；1995年，科学家研究并证实了其优良的场发射性能；1996年，我国科学家实现碳纳米管大面积定向生长；1998年，科研人员应用碳纳米管作电子管阴极；1998年，科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管；1999年，韩国一个研究小组制成碳纳米管阴极彩色显示器样管；2000年，日本科学家制成高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。
此后，许多国家的科学家投入大量的精力对碳纳米管的制备、性质、应用进行了一系列的研究，并取得了可喜的成果。
2碳纳米管的结构随着C60的出现，其同族物如C70、碳纳米管等先后被发现，C60及其同族物作为碳的第3种稳定存在的晶体结构，是一个非常庞大的家族，其中富勒烯球形分子如C60和碳纳米管均为全碳分子，也是晶形碳中能够完整而稳定存在的形式［1］。
碳纳米管，又名巴基管，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管。
管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。
它是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料（如图2所示）。
石墨烯和纳米碳材料的导热性能的研究
石墨烯和纳米碳材料的导热性能的研究Alexander A. Balandin近年来，在科学领域和工程领域，人们越来越多地去关注导热性能好的材料。
散热技术已经成为电子工业持续发展的一个重要的话题，低维结构的材料在热传导方面显示出了优异的性能。
就导热能力而言，碳的同素异构体及其衍生品占据了举足轻重的地位。
在室温下的碳材料的导热系数跨越了一个非常大的围——超过了五个数量级——从导热系数最低的无定型碳到导热系数最高的石墨烯和碳纳米管。
在这里，我回顾一下以石墨烯碳材料为热点的最近热性能的研究成果，碳纳米管和纳米级的碳材料在研究方面遇到了不同程度的难题。
在二维晶体材料方面，尤其是石墨烯，人们非常关注尺寸对热传导的影响。
我也描述了石墨烯和碳材料在电子传热机理上的应用前景。
实际生产应用和基础科学的发展表明了材料热性能研究的重要性。
由于功耗散热水平的提高，导热技术已经成为电子工业持续发展的一个非常重要的热点。
对导热性能非常好的材料的研究严重影响着下一代集成电路和3D电子产品的设计进程。
在光电子和光子设备领域我们也遇到了类似的需要导热处理的问题。
另外，电热能量转换技术需要材料具有很强的抑制热扩散的能力。
材料的导热能力由其电子结构决定，所以一种材料热性能原理可以描述另外一种材料的热性能现象。
材料热性能的变化只是在纳米尺度上变化。
由于声子散射边界的增多或者声子色散的变化，纳米管和大多数晶体将不再传热。
同时，对二维和一维晶体的热传导理论的研究解释了材料在优异的热传导性能的原因。
二维晶体导热性能的差异意味着不像非晶体那样，它恢复材料的热平衡不能仅仅靠晶体的非简谐振动，因为这不但需要限制系统的尺寸，而且还需要掺杂进非晶体结构，这样才能符合热传导性能的物理意义。
这些发现引发了在低维系统中对傅里叶定律的实用性的非议。
碳材料具有非常多的同素异构体，在热性能方面占据了举足轻重的低位（如图，1a）。
碳材料不同的同素异构体的热传导率跨越了很大的一个围——五个数量级——非晶碳的热导率为0.01W. mK−1，在室温条件下金刚石或者石墨烯的热导率为大约2000W.mK−1。
金刚石、石墨和碳纳米管教案
金刚石、石墨和碳纳米管教案介绍这份教案旨在介绍金刚石、石墨和碳纳米管的基本知识。
一、金刚石金刚石是一种由纯碳元素组成的晶体，具有非常硬的物理特性。
它是地球上最坚硬的物质之一。
金刚石被广泛应用于工业领域，如切割、抛光和钻孔。
1. 结构金刚石的结构是由碳原子通过共价键连接而成的三维晶体结构。
每个碳原子与四个邻近碳原子形成稳定结构，使金刚石具有非常高的硬度。
2. 物理性质金刚石是一种透明的晶体，质地坚硬、脆弱。
它是导电的，并且具有极高的热导性能。
金刚石在常规温度和大气压下不会熔化，而是会在高温下转变为气态。
二、石墨石墨是另一种由碳元素组成的物质，与金刚石相比，石墨具有不同的结构和性质。
1. 结构石墨的碳原子排列形成层状结构，每个碳原子与三个相邻的碳原子形成共价键。
这种排列使得石墨具有层与层之间的相对易滑动性。
2. 物理性质石墨是黑色的，具有良好的导电性和热导性能。
它是一种相对柔软的材料，可以通过撕裂而不是断裂。
石墨的熔点较高，在高温下可以熔化。
三、碳纳米管碳纳米管是一种由碳原子构成的管状结构，具有特殊的电学、热学和力学性质。
1. 结构碳纳米管的结构是由一个或多个层状的石墨片卷曲而成。
其直径一般在纳米级别，但长度可以长达微米级别。
2. 物理性质碳纳米管具有很高的强度和刚度，同时具备优异的导电性和热导性。
由于其特殊的结构，碳纳米管在纳米科技领域具有广泛的应用前景。
结论金刚石、石墨和碳纳米管是由碳元素构成的不同形态的物质，分别具有各自独特的结构和性质。
对于理解碳元素的特性以及应用于不同领域的潜力具有重要意义。
碳材料有哪些
碳材料有哪些
碳材料是一类由纳米尺寸碳结构组成的材料，具有优异的物理化学性质和广泛的应用领域。
以下是常见的碳材料的几种类型及其特点。
1. 石墨烯：石墨烯是由一个碳原子层形成的二维蜂窝结构，具有高度的导电性、热传导性和机械强度。
它还具有极大的柔韧性和透明度，因此在电子器件、催化剂、能源存储等领域具有广泛的应用前景。
2. 碳纳米管：碳纳米管是由碳原子以卷曲方式排列而成的管状结构，具有优异的机械强度、导电性和热传导性。
碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两种形式，分别具有不同的性质和应用。
它们广泛应用于纳米电子器件、催化剂、传感器等领域。
3. 金刚石：金刚石是由纯碳组成的晶体材料，具有极高的硬度、热传导性和化学稳定性。
金刚石广泛应用于工具刀具、磨料、热传导材料等领域。
4. 碳纤维：碳纤维是由石墨化的有机纤维组成的材料，具有低密度、高强度、高模量和良好的耐腐蚀性。
碳纤维广泛用于航空航天、汽车工程、体育器材等领域。
5. 多孔碳材料：多孔碳材料具有大量的孔隙结构，具有高比表面积、低密度以及良好的吸附性能。
多孔碳材料被广泛应用于催化剂、气体分离、储能等领域。
此外，还有其他一些碳材料，如活性炭、碳纤维增强复合材料、碳黑等。
这些材料在不同的领域和应用中都发挥着重要的作用，推动着材料科学和工程的发展。
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石墨、金刚石家族新成员——碳纳米管摘要介绍了碳纳米管的发展历史、结构、制备方法，并重点介绍了碳纳米管在纤维材料、复合材料、电子器件、催化、储氢等领域的应用。
关键词碳纳米管电弧法复合材料储氢作为石墨、金刚石等碳晶体家族的新成员，碳纳米管（Carbon nanotube）于1991年被发现，是近年来引起高度兴趣的一类新奇纳米碳素材料。
碳纳米管、碳纳米纤维在内的纳米材料是近年来国际科学发展的前沿领域之一。
1碳纳米管的发展随着C60及富勒烯化合物的合成，寻找碳可能存在的同素异形体业已成为人们关注的焦点。
1991年，日本科学家饭岛（Iijima）发现了一种针状的管形碳单质——碳纳米管;1992年，科研人员发现碳纳米管随管壁曲卷结构不同而呈现出半导体或良导体的特异导电性，Ebbesn等提出了实验室规模合成碳纳米管的方法；1995年，科学家研究并证实了其优良的场发射性能；1996年，我国科学家实现碳纳米管大面积定向生长；1998年，科研人员应用碳纳米管作电子管阴极；1998年，科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管；1999年，韩国一个研究小组制成碳纳米管阴极彩色显示器样管；2000年，日本科学家制成高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。
此后，许多国家的科学家投入大量的精力对碳纳米管的制备、性质、应用进行了一系列的研究，并取得了可喜的成果。
2碳纳米管的结构随着C60的出现，其同族物如C70、碳纳米管等先后被发现，C60及其同族物作为碳的第3种稳定存在的晶体结构，是一个非常庞大的家族，其中富勒烯球形分子如C60和碳纳米管均为全碳分子，也是晶形碳中能够完整而稳定存在的形式［1］。
碳纳米管，又名巴基管，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管。
管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。
它是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料（如图2所示）。
它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。
层与层之间保持固定的距离，约0.34 nm，直径一般为2 nm～20 nm。
碳纳米管不总是笔直的，而是局部区域出现凸凹现象，这是由于在六边形编织过程中出现了五边形和七边形。
理想纳米碳管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体。
石墨烯的片层一般可以从一层到上百层，含有一层石墨烯片层的称为单壁纳米碳管，多于一层的则称为多壁纳米碳管。
3碳纳米管的制备碳纳米管主要制备法方法有电弧法［2，3］、热解法［4］和激光蒸发法［5］。
最初发现的碳纳米管是利用电弧法生产，该法制备的碳纳米管形直、壁薄（甚至为单层壁），但产率低，分离纯化比较困难。
后又发展由含碳底物（如乙炔、甲烷、一氧化碳等）催化裂解长成碳纳米管的化学催化法，所制得碳纳米管管长可达数十甚至数百微米，管壁较厚（多为多层壁），管径分布宽达2 nm～100 nm范围，产率较高，产物分离纯化容易；但管径粗细较不均匀，管壁结构缺陷较多。
新近相继开发的还有激光蒸发石墨法、模板催化生长法等。
不同方法制备的碳纳米管产物，其形状结构及物化性能有一定差异。
如何优化制备参数，实现对碳纳米管产物的形状结构、管径大小及均匀程度、晶体化程度、比表面、导电性等物化性能指标的选择控制，是当前碳纳米管制备研究的难点，研究活动异常活跃。
4碳纳米管的应用碳纳米管具有与富勒烯分子相似的性质（其端面有碳五元环的存在）。
由于它独特的电子结构及物理化学特性，如独特的金属或半导体导电性、极高的机械强度、储氢能力、吸附能力和较强的微波吸收能力等。
碳纳米管被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，它在各个领域中的应用已引起各国科学家的普遍关注。
4.1高强度碳纤维材料碳纳米管的一个神奇性质，是它的抗拉强度和韧性在目前所有的材料中是最高的。
碳纳米管有着不可思议的强度与韧性，重量却极轻，导电性极强，兼有金属和半导体的性能；把碳纳米管组合起来，比同体积的钢强度高100倍，重量却只及1/6，5万个碳纳米管并排起来才有人的一根头发那么宽，被科学家称为未来的“超级纤维”。
这是由于碳纳米管具有独特的一维管状分子结构，六边形结构的完美连接比碳纤维缺陷少得多，以及sp 2、sp 3杂化概率不同而表现出优良的特性，是一种非常好的纤维材料，其性能优于当前任何纤维，碳纳米管中C-C键，是自然界中已知最强的化学键。
碳纳米管作为纳米增强纤维，具有理想的力学性能，使其具有许多潜在的应用价值，例如用作扫描探针显微镜的针尖。
4.2复合材料碳纳米管复合材料的基体可用树脂、炭、金属和无机材料等构成。
用碳纳米管材料增强的塑料，不仅力学性能优良，而且抗疲劳、抗蠕变、材料尺寸稳定；又由于磨擦系数小，故滑动性能好，与金属相比振动衰减性好；此外，还具有导电、耐蚀、屏蔽电波和X射线透过性好等优点。
碳纳米管增强陶瓷复合材料具有较高强度，机械冲击性能、热冲击性能都得以改善，断裂韧性也 大幅度提高。
碳纳米管的端面由于碳五元环的存在，增强了它的反应活性，在外界高温和其他反应 物质存在的条件下，很容易和金属形成金属基复合材料。
这种材料具有高比强度、高比模量、耐高温、热膨胀系数小和抵抗热变性能强等一系列优异性能。
4.3纳米电子器件碳纳米管具有电学、光学方面的新奇特性，在未来的电子器件、场发射器件方面将会起重要作用。
多壁碳纳米管由于具有高比表面、高孔容与高导电率的特点，使其作为储能器件的电极材料明显优于石墨。
已有报道，碳纳米管电极电池的储电量可数倍甚至十倍于常规石墨电极电池，且前者自重轻，很适合于许多应用场合对电池体积小、自重轻、储电量大的要求；碳纳米管将可能成为最佳超微导线，一根碳纳米管的直径只有计算机芯片上的最细电路直径的1/100，导电性能远远超过铜，预计它将成为理想导体，最终用于纳米级电子线路；碳纳米管具有特别的场发射性能，并具有尺寸小、发射电压低、发射密度大、稳定性高、不需要加热和高真空等优点，可以制成电子枪，应用于平板显示器中；由于特殊的结构和介电性质，碳纳米管表现出较强的宽带微波吸收性能，它同时还具有重量轻、导电性可调变、高温抗氧化性能强和稳定性好等特点，是一种理想的微波吸收剂，有可能用于隐型材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料。
4.4催化纤维和膜工业纳米材料比表面积大，表面原子比率大（约占总原子数的50%），较之一些常规催化剂载体（氧化铝，二氧化硅等）碳纳米管独具特色，其富含碳六元环的表面和纳米级大小的孔腔是多种气体快速吸附和脱附的理想介质或特定催化反应的场所，将大大增加其作为催化剂基质或载体以及在选择吸附、脱附这一分离技术领域的应用机会。
碳纳米管还可作为其他金属和金属氧化物催化剂的载体，因其有极高的表面积，催化效果大大加强，可最大限度地提高催化剂的效率。
碳纳米管“列阵”制成的取向膜，可被用作场发射器件，也可被制成过滤膜，由于膜也为纳米级，可对某些特定分子和病毒进行过滤，从而使过滤膜技术进入一个崭新的天地。
4.5储氢碳纳米管作为纳米材料家族的新成员，其特殊的结构和表面特性、优异的储氢能力和金属及半导体导电性，使其在加氢、脱氢和选择性催化等领域中具有很大的应用潜力。
碳纳米管对氢的高吸附容量近年来引起储氢科技界的高度兴趣。
国内外曾报道单壁碳纳米管是一种极具发展前途的储氢材料，有望推动和促进氢能源的利用，特别是氢能燃料、电池汽车的早日实现。
碳纳米管具有中空的结构，可以作为“储存”氢气的容器。
在超低温或高压条件下其储氢容量可达4 wt％～8 wt％，被其储存起来的氢气密度，甚至比液体或固态氢气的密度还高，适当加热，这些氢气可以慢慢地被释放出来。
碳纳米管已经显示出其作为储氢材料，在氢能的规模化储存运输（尤其与车用氢燃料电池配合，用于无污染的绿色汽车和氢能汽车的动力系统）方面的诱人应用潜力。
5展望碳纳米管具有奇异的物理和化学性能，20世纪90年代初一经发现即受到物理、化学和材料学界以及高新技术产业部门的极大重视。
应用研究表明，碳纳米管可用于多种高科技领域。
如用它作为增强剂和导电剂可制造性能优良的汽车防护件；用它作催化剂载体可显著提高催化剂的活性和选择性；碳纳米管较强的微波吸收性能，使其可作为吸收剂制备隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料等。
碳纳米管被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，世界各国均在制备和应用方面投入大量的研究开发力量，期望能占领该技术领域的制高点。
我国对此项研究虽然起步较晚，但发展很快。
目前碳纳米化学方兴未艾，内容丰富，前景诱人，是现代化学的一片沃土。
通过对碳纳米管的研究，必然带动相应学科的发展。
参考文献［1］朱宏伟，吴德海，徐才录.碳纳米管.北京:机械工业出版社，2003:30-36 ［2］Iijima S.Nature，1991，354:56-58［3］Ebbesen T W，Ajayan P M.Nature，1992，358：220-222［4］A Oberlin，M Endo，T Koyama.J.Cryst.Growth，1976，32:335-349［5］A Thess，R Lee，P Nikolaev et al .Science，1996，273：483-487 Carbon Nano tube : A New member of Graphite Diamond FamilyLIBin 1 LIYongchang 2(1. No.1 Middle School of Tianjin City，300051；2.College of Chemistry and Biology of Tianjin Normal University，300074)AbstractThis paper introduces the developing history，structure and preparation method of carbon nano tube. Moreover, the applications of the carbon nano tube in the fiber materials, composite materials, electronic devices, catalysis and storing hydrogen are given.Keywordscarbon nano tube，arc process，composite materials，storing hydrogen。