碳纳米技术发展综述
碳纳米管的特性及其高性能的复合材料综述
碳纳米管的特性及其高性能的复合材料综述摘要作为一种具有较强力学性能的材料，碳纳米管自诞生以来就受到了广泛关注，并且从以往的实践经验上来看，碳纳米管是非常理想的制备符合材料的形式。
在本文的研究当中，主要立足于这一领域进行分析，提出了碳纳米管本身所具备的特性，以及这种材料在实践过程当中的优越性，进而提出应用策略，希望能够在一定程度上起到借鉴作用。
关键词碳纳米管；复合材料；复合镀迄今为止，碳纳米管材料已经在诸多领域当中得以运用，并且取得了比较显著的成果，其中包括电极材料、符合材料、催化剂载体等诸多方面。
在应用过程当中，碳纳米管的优异性能能够使其在符合材料当中起到较强的作用。
本文研究的侧重点在于碳纳米管的制备和复合材料的应用方面，提出了碳纳米管的特性及其高性能的复合材料。
1 碳纳米管的结构及其性能从结构上来看，碳纳米管具有石墨层状的结构，其中包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
组成纳米碳管的C-C共价键是自然界当中具有稳定特征的化学键，无论在理论计算还是实践当中，都能够看出来，碳纳米管具有非常强的韧性。
在制备过程当中，碳纳米管主要涉及的电弧放电、催化热解和激光蒸发等。
具体来讲，在电弧放电当中，主要制备单壁碳纳米管，但是其中具有一定的弊端，比如产率非常低，但是成本却很高；而催化热解法当中所表现出来的是设备简单和生长速度较快等特点，一般在现代工程的批量化生产过程当中，会用到这种方法。
在当前应用领域，高强度的微米级碳纤维复合材料有着非常广阔的应用前景和较好的应用效果。
但是当前我国在这一领域所取得的进展依旧比较滞后，要想在强度上取得新的突破，必须要有效减少碳纤维的直径，提高纵横比。
碳纳米管是比较典型的纳米材料，纵横比非常可观。
更为重要的是，从长度上来讲，纳米管对于复合材料的加工性能并没有非常明显的不良影响，使用这一材料能够有效聚合复合材料，改变传统加工当中的一些问题，增强复合材料的导电性能。
再加上纳米管当中所具备的结构优势，使得聚合物电导率提升的同时也不容易被改变性能[1]。
向高端发力 我国碳纳米材料前景可期——几种碳纳米材料的发展现状及建议
究不 同种类 的碳 纳 米材 料 间的 相互 转
中 科 院 金 属 所 成 会 明 研 究 员 强 化 。目前 已经 发现 ，在一 定 的条件下 ， 存在 ，亟待解 决 。例如 ，我 国非金属 电 调 ：“ 目前碳纳 米管研究 主要存 在两 大 这些碳 纳米材料 可 以互相转 化 ，例如 ， 缆 、非金 属 电路 板等 富勒 烯研 究 已有 不 足 ：一 是对 生长机 制缺乏深 入理解 ，
并对碳 纳米 材料 的未来 发展趋 势进 行简 要的展 望 。
１ 几种 重 要 碳 纳 米 材 料 发展 现 状
１ １ 富勒烯 ．
富勒烯 是一种碳 的 同素 异形体 。２ 世纪 ８ 年代 中期 ，科学 家发 现了 除石 墨和 金 ０ ０
刚石之 外的碳 的第三 种 同素 异形体 ，即 Ｃ 富勒烯 。但 是 ，由于当 时采用 的是 激光 蒸 发石墨 法制备 ，所 以只能得 到微 克量 级产 品 。直 到 １ ９ ９ ０年 ，Ｋｒ ｂ ｃ ｍｅ 等采 用 ａ ｔ ｓｈ ｒ
碳 纳米 材 料 是 指 分 散 相 尺 度 至 少 有 一 维 小 于 １ ０ ｍ的 碳 材 料 。分 散 相 既 可 以 由 ｎ ０
碳 原子 组 成 ，也 可 以 由异 种 原子 （ 碳 非 原 子 ） 组 成 ，甚 至 可 以是 纳 米 孔 。
向高端发力 我国碳纳米材料前景可期
的 机械 强度 和 弹性 ，在 电子学 方 面具 有 优 良的导 体 或半 导 体特 性 、在 光学
方 面 具 有 优异 的 非线 性 光 学 性 质 等 ，
由于碳 纳 米管 拥有 诸 多特 殊性 质 和广
泛 的应 用领 域 ， 被称 为 “ 米之王 ” 纳 纳 。 米 管这 些优 良的特 性使 其 有可 能 被广
关于碳纳米管的研究报告进展综述
关于碳纳米管的研究进展1、前言1985年9月，Curl、Smally和Kroto发现了一个由个60个碳原子组成的完美对称的足球状分子，称作为富勒烯。
这个新分子是碳家族除石墨和金刚石外的新成员,它的发现刷新了人们对这一最熟悉元素的认识,并宣告一种新的化学和全新的“大碳结构”概念诞生了。
之后,人们相继发现并分离出C70、C76、C78、C84等。
1991年日本的Iijima教授用真空电弧蒸发石墨电极时,首次在高分辨透射电子显微镜下发现了具有纳米尺寸的碳的多层管状物—碳纳米管。
年,日本公司的科学家和匆通过改进电弧放电方法,成功的制备了克量级的碳纳米管。
1993年，通过在电弧放电中加入过渡金属催化剂,NEC和IBM研究小组同时成功地合成了单壁碳纳米管；同年，Yacaman等以乙炔为碳源，用铁作催化剂首次针对性的由化学气相沉积法成功地合成了多壁碳纳米管。
1996年,我国科学家实现了碳纳米管的大面积定向生长。
1998年,科研人员利用碳纳米管作电子管阴极同年,科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管;中国科学院金属研究所成会明研究小组采用催化热解碳氢化合物的方法得到了较高产率的单壁碳纳米管和由多根单壁碳纳米管形成的阵列以及由该阵列形成的数厘米长的条带。
1999年,国的一个研究小组制成了碳纳米管阴极彩色显示器样管。
2000年,日本科学家制成了高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。
2001年,Schlitter等用热解有纳米图形的前驱体,通过自组装合成了单壁碳纳米管单晶,表明已经可以在微米级制得整体材料的单壁碳纳米管,并为宏量制备指出了方向。
2、碳纳米管的制备方法获得大批量、管径均匀和高纯度的碳纳米管,是研究其性能及应用的基础。
而大批量、低成本的合成工艺是碳纳米管实现工业化应用的保证。
因此对碳纳米管制备工艺的研究具有重要的意义。
目前,常用的制备碳纳米管的方法包括石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法。
一般来说,石墨电弧法和激光蒸发法制备的碳纳米管纯度和晶化程度都较高,但产量较低。
碳纳米管技术的应用发展现状与未来趋势
碳纳米管技术的应用发展现状与未来趋势碳纳米管是一种具有优异物理和化学性质的纳米材料，因其极高的强度、导电性和导热性而备受关注。
在过去几十年里，碳纳米管技术在各个领域都有着广泛的应用，同时也展现了巨大的潜力。
本文将探讨碳纳米管技术的应用发展现状与未来趋势。
碳纳米管技术在材料科学领域的应用已经取得了令人瞩目的成就。
首先，碳纳米管的强度远远超过钢铁，使其成为制造高强度材料的理想选择。
例如，在航空航天领域，碳纳米管可以用于制造轻质且坚固的飞机结构，以减少燃料消耗和碳排放。
此外，碳纳米管还可以应用于电子器件和传感器中，因为它的高导电性和导热性。
这种特性使得碳纳米管可以用于制造更小、更快和更节能的电子设备，如智能手机和电脑。
在医药领域，碳纳米管技术也有着广阔的前景。
研究表明，碳纳米管可以用作药物输送系统，将药物精确地投递到体内特定的位置。
这种精准的药物输送可以减少药物的副作用，并提高治疗的有效性。
此外，碳纳米管还可以用于肿瘤治疗。
通过将药物或光热剂引导到肿瘤细胞中，碳纳米管可以实现针对性治疗，并对肿瘤进行消融。
这一技术被认为是未来肿瘤治疗的重要方向之一。
除了材料科学和医药领域，碳纳米管技术还在能源和环境领域发挥着重要作用。
碳纳米管可以用于制造高效的太阳能电池和锂离子电池，以提高能源转化和存储的效率。
此外，碳纳米管还可以用于水处理和空气净化。
通过利用碳纳米管的高比表面积和吸附性能，有毒物质和污染物可以被高效吸附和去除，从而改善环境质量。
未来，随着对碳纳米管技术的深入研究和发展，它的应用前景将进一步拓展。
一方面，研究人员可以通过改变碳纳米管的结构和功能化修饰来优化其性能。
例如，通过对碳纳米管表面进行修饰，可以增强其与其他物质之间的相互作用，从而实现更多样化的应用。
另一方面，研究人员还可以通过改变碳纳米管的形式和组合，探索更多新兴领域的应用。
例如，碳纳米管可以与其他纳米材料结合使用，形成复合材料，以实现更高级的性能和功能。
碳纳米材料在催化领域中的应用
碳纳米材料在催化领域中的应用引言：碳纳米材料是一类具有优异性能和广泛应用前景的新型材料。
由于其独特的结构和物理化学性质，碳纳米材料在催化领域中展现出了巨大的潜力。
本文将从催化反应机理、催化剂设计、电化学催化等方面，综述碳纳米材料在催化领域中的应用。
一、碳纳米材料的催化反应机理研究1.1 表面活性位点的理解在催化过程中，表面活性位点是催化剂实现分子转化的关键。
碳纳米材料具有丰富的表面活性位点，包括边界位点、缺陷位点等。
深入研究碳纳米材料表面活性位点的结构和性质，对于理解碳纳米材料催化机理具有重要意义。
1.2 催化反应机理的研究方法通过理论计算和实验手段相结合的方法，可以揭示碳纳米材料在催化领域中的应用机制。
以氢化反应为例，通过计算方法可以模拟催化反应的过程，揭示碳纳米材料表面的活性位点和反应物之间的相互作用，为设计高效催化剂提供理论指导。
二、基于碳纳米材料的催化剂设计2.1 碳纳米材料基载体的设计将金属纳米颗粒载载于碳纳米材料的表面，可以有效地提高催化剂的稳定性和分散性。
通过选择不同的碳基材料，如石墨烯、碳纳米管等，可以调控金属纳米颗粒与碳基材料之间的相互作用，从而实现对催化剂性能的优化。
2.2 表面修饰的催化剂设计通过在碳纳米材料表面引入功能基团，可以改变催化剂的表面性质，进而调控催化剂的催化活性和选择性。
例如，引入酸性基团可以增强催化剂对酸性催化反应的催化活性；引入金属基团可以实现对催化剂表面电子结构的调控，从而优化催化剂的性能。
三、碳纳米材料在电化学催化中的应用3.1 燃料电池催化剂的设计碳纳米材料具有优异的导电性能和较高的比表面积，因此被广泛应用于燃料电池催化剂的设计中。
通过调控碳纳米材料的形貌和结构，可以提高燃料电池的催化活性和稳定性。
3.2 电解水催化剂的设计电解水是制备氢能的重要方式，而碳纳米材料在电解水催化剂设计中也显示出了极大的应用潜力。
石墨烯、碳纳米管等碳基材料被广泛运用于电解水催化剂的制备，通过控制碳纳米材料的结构和掺杂杂原子，可以提高电解水的分解效率。
碳纳米材料制备方法及其应用前景论文
学士学位论文题目碳纳米金材料的制备及其应用前景碳纳米材料制备方法及其应用前景摘要：纳米材料被誉为新世纪的重要材料，而作为新型纳米材料的碳纳米材料因其木身所拥有的潜在优越性，在化学、物理学及其材料学领域具有广阔的应用前景，成为各级科研人员争相关注的一个热门。
本文根据目前碳纳米材料的研究开展现状，说明了碳纳米材料研究制备中所采用的方法，并对其制备的碳纳米材料的性能及其应用前景进展了初步讨论、比照以及分析。
关键词：碳纳米材料:碳纳米管:制备方法:应用前景纳米材料是指显微构造中的物相具有纳米级尺度的材料。
它包含了三个层次，即纳米微粒、纳米固体和纳米组装体系其中比拟高端的是具有颗粒尺寸为1-100 nm的超微粒子材料和由纳米超微粒子组成的纳米固体材料。
自1991年日本NEC公司根底研究实验室的电镜专家Sumio Iijim采用高分辨电镜〔HRTEM)从制取C60的阴极结疤中首次发现碳纳米管以来[1]，由于其纳米量级的径向构造上和微米量级的轴向构造所表现出的典型的一维量子性，以及其一维量子材料所具有的高机械强度、超常的磁阻和导热性与电学性能等[2.3]，这种纳米尺寸的炭质网状物已经引起全球物理、化学与材料学的极大关注，从各个方面尝试进展研究，探索其合成方法，来寻求适宜的纳米材料构造、产生原理以及高效的性能，研制具有特质的碳纳米材料。
通过近些年的研究，经全球研究者大量充分有效的研究，合成碳纳米材料的方法己有各种开发应用，如具有物理制备方法〔超声分散法、高速粒子沉积法、薄膜分散法、蒸发法、激光溅射法等〕、化学制备法〔CVC、想转移法、复原法、超微乳液发、纳米构造自组织合成法等〕、综合法〔辐射化学法、超声沉淀法、电化学沉积法等〕等，由于对纳米材料的特性需要所采用的方法也就有所差异了，有单层或多层的碳纳米管、纳米颗粒、无定形碳、碳纳米球、碳纳米管和碳纳米管粒子及催化剂粒子等，其中尤以网状具有螺旋、管状构造的碳纳米管性能特别突出，其质轻、近六边形完美一维构造，以及本身所具有的奇特力学、电磁学和化学性能，借助纳米材料本身的自组装效应、小尺寸和量子及外表效应，与其他材料复合，广泛应用于场发射电子源用微型电子元件(如纳米线、纳米棒、纳米电子开关、记忆元件等)、纳米储氢材料、超大容量双电层电容材料、微型零件(如微型齿轮、分子线圈、活塞、泵)、隐形飞机的雷达吸波材料、光导材料、非线性光学材料、软铁磁性材料和分子载体及生物传感材料等。
碳纳米技术发展综述
碳纳米管技术发展概况学院：电子信息工程学院专业：通信工程姓名：彭昱学号：3013204217【摘要】随着社会经济的飞速发展，碳纳米材料的应用日趋广泛，以富勒烯、石墨烯和碳纳米管为代表的碳纳米材料。
在经历20世纪90年代的研究高潮后，如今也已经进入了平稳扎实的研究阶段。
随着研究的不断深入，碳纳米材料在人类生产生活中显示出越来越多不可替代的重要作用。
碳纳米管（CNT）也是“纳米世界”中的重要一员，因其独特的结构和优异的物理化学性能，具有广阔的应用前景和商业价值。
本文综述了碳纳米管的发展历程、结构性能，应用及其发展前景及展望。
【关键词】碳纳米管；发展历程；结构；特性；应用；前景碳纳米管的发展历程1985 年英国萨塞克斯大学的波谱学家Kroto 教授与美国莱斯大学的Smalley和Curl 两教授在合作研究中，发现碳元素可以形成由60 个或70 个碳原子构成的高度对称性笼状结构的C60和C70分子，被称为巴基球（Buckyballs）；1991 年，日本NEC 科学家Iijima 在制取C60的阴极结疤中首次采用高分辨隧道电子显微镜发现一种外径为515nm、内径为213nm，仅由两层同轴类石墨圆柱面叠而成的碳纳米管；1992年，科研人员发现碳纳米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，同年，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。
碳纳米管的结构碳纳米管是由单层或多层石墨片绕中心按一定角度卷曲而成的无缝、中空纳米管。
按照所含石墨片层数的不同，碳纳米管可分为：单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
单壁管典型直径在0.6-2nm，多壁管最内层可达0.4nm，最粗可达数百纳米，但典型管径为2-100nm。
碳纳米材料在农业环境改良中的应用进展
碳纳米材料在农业环境改良中的应用进展随着全球人口的不断增长和城市化进程的加速，农业生产和环境保护已成为人们关注的焦点。
传统的农业生产方式对环境造成了严重的污染和破坏，因此急需寻找新的方法和材料来改良农业环境。
碳纳米材料由于其独特的物理和化学性质，在农业环境改良中展现出了巨大的应用潜力。
本文将从碳纳米材料的特性、在农业环境改良中的应用进展和未来发展趋势等方面进行探讨。
碳纳米材料是一类由碳原子构成的纳米结构材料，包括碳纳米管、石墨烯、碳纳米颗粒等。
这些材料具有较大的比表面积、优异的导电性和热传导性、化学稳定性高等优点。
这些优异的性能使得碳纳米材料在农业环境改良中展现出了广泛的应用前景。
碳纳米材料在土壤改良中的应用备受关注。
由于城市化进程和工业化生产的加速，土壤质量遭受了严重的破坏，导致农作物产量下降和土壤污染严重。
碳纳米材料可以作为土壤修复剂来改善土壤的物理、化学和生物性质。
研究表明，添加适量的碳纳米材料可以提高土壤的团粒结构稳定性，增加土壤孔隙度，增强土壤的保水保肥能力，改善土壤通气性和排水性。
碳纳米材料可以吸附土壤中的有害重金属和有机污染物，减少其对农作物的毒害作用，提高土壤的肥力和生产力。
碳纳米材料在农业环境改良中展现出了多方面的应用潜力，但其在实际应用中还存在一些问题和挑战。
碳纳米材料的安全性和环境影响值得重视。
在使用碳纳米材料时，要注意其对土壤微生物、植物和环境的影响，并严格控制其使用浓度和添加量。
碳纳米材料的生产成本较高，如何降低生产成本是一个亟待解决的问题。
碳纳米材料的生物降解和循环利用问题也需要进一步研究。
面对这些问题和挑战，科研人员和农业从业者需要共同努力，加强合作，不断探索和创新，推动碳纳米材料在农业环境改良中的应用取得更大的进展。
相信在不久的将来，碳纳米材料将会成为农业环境改良的重要支撑，为人类的可持续发展作出更大的贡献。
碳纳米材料的研究进展
碳纳米材料的研究进展碳纳米材料是一种由纳米级碳结构构成的材料，具有很高的比表面积、优异的物理化学性质和潜在的广泛应用前景。
近年来，对碳纳米材料的研究一直处于快速发展阶段，取得了许多令人瞩目的进展。
本文将梳理碳纳米材料的研究进展，并探讨其在不同领域的应用前景。
首先，碳纳米材料的制备方法有多种多样，其中最常见的方法之一是碳纳米管的制备。
碳纳米管在电子学、光学、传感器等领域具有广泛的应用潜力。
传统的碳纳米管制备方法包括电弧放电和化学气相沉积等方法。
然而，这些方法一般需要高温高压的条件，且制备过程中产生的碳纳米管纯度低、结构不规则等问题。
近年来，研究者们提出了一系列新型的碳纳米管制备方法，如化学气相沉积和碳纳米管增长模板法等，这些方法能够有效地解决传统方法存在的问题，同时还能够控制碳纳米管的形态和纯度。
除了碳纳米管，石墨烯也是近年来备受关注的碳纳米材料之一、石墨烯是由一个碳原子层层堆积而成的二维材料，具有出色的电子传导性能和机械性能。
凭借其独特的结构和性质，石墨烯被广泛应用于电子器件、催化剂和能源储存等领域。
目前，研究者们主要通过机械剥离法和化学气相沉积法等方法来制备大面积、高质量的石墨烯。
然而，石墨烯的制备方法仍面临一些挑战，如制备成本高、产率低等问题。
除了碳纳米管和石墨烯，碳纳米纤维也是一种重要的碳纳米材料。
碳纳米纤维具有优异的力学性能和导电性能，被广泛应用于复合材料、电子器件等领域。
目前，碳纳米纤维的制备方法主要包括电纺法、力电化学法和化学气相沉积法等。
研究者们通过改变原料的性质、控制制备条件等方法，可以制备出具有不同形态和性能的碳纳米纤维。
除了上述几种碳纳米材料，碳量子点也是近年来备受关注的研究热点之一、碳量子点是一种尺寸在纳米级别的碳纳米颗粒，具有良好的荧光性能和优异的光电性能。
因此，碳量子点在生物成像、光电器件和荧光传感器等领域展示出了广阔的应用前景。
碳量子点的制备方法主要包括高温炭化法、溶剂热法和微波辅助法等。
碳纳米管综述
碳纳米管综述碳纳米管的研究进展自20世纪90年代初，日本NEC公司的Sumio Iijima 发现碳纳米管（CNT）以来，其特异的力学和电学性质引发了世界范围内的研究热潮，碳纳米管逐渐成为纳米材料中的明星，得到众星捧月般的关注。
当前，碳纳米管的研究还处在早期阶段，研究工作主要集中在它的生长和表征上，到碳纳米管产品大量投放市场还需要一段时间。
这并不奇怪，因为通常一种新兴事物从发现到投放市场需要10年左右时间。
人们将跨越碳纳米管的奇妙性质研究阶段，而着手解决从材料到器件、从器件到系统等诸多实际问题。
相信在不远的将来，碳纳米管会走进我们的日常生活，成为我们工作和生活中不可或缺的一部分。
我国的碳纳米管研究队伍十分庞大，从事碳纳米管研究的高校和科研院所不下50家，人数不下2000人。
国家有过部门高度重视碳纳米管研究，科技部973计划、863计划以及刚刚启动的纳米重大研究计划、国家自然科学基金、中国科学院等对此均有部署。
我国科研人员发表的相关学术论文逾4400篇，占纳米管论文总数的21%以上，这反映了国内碳纳米管研究的活力和实力。
碳纳米管的分类石墨烯的碳原子片层一般可以从一层到上百层，根据碳纳米管管壁中碳原子层的数目被分为单壁和多壁碳纳米管。
单壁碳纳米管（SWNT）由单层石墨卷成柱状无缝管而形成是结构完美的单分子材料。
SWNT 的直径一般为1－6 nm，最小直径大约为0.5 nm，与C36 分子的直径相当,但SWNT 的直径大于6nm 以后特别不稳定，会发生SWNT 管的塌陷，长度则可达几百纳米到几个微米。
因为SWNT 的最小直径与富勒烯分子类似，故也有人称其为巴基管或富勒管。
多壁碳纳米管MWNT可看作由多个不同直径的单壁碳纳米管同轴套构而成。
其层数从2～50 不等，层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距(0.34nm)相当。
多壁管的典型直径和长度分别为2～30nm 和0.1～50μm。
多壁管在开始形成的时候，层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷，因而多壁管的管壁上通常布满小洞样的缺陷。
碳纳米复合材料的发展趋势
碳纳米复合材料的发展趋势碳纳米复合材料，这个名字听起来是不是有点像外星科技？别看它这么高大上，实际上它是目前研究界里炙手可热的“香饽饽”，堪称材料界的“黑马”。
你可以把它想象成一个能兼顾强度、轻量、导电、耐高温等多重“超能力”的超级英雄。
真要细说，它不光能用在飞机、火箭这种高科技领域，甚至连你我日常生活中用到的手机、电动汽车、太阳能电池板等，背后都少不了它的身影。
所以说，碳纳米复合材料未来的潜力，简直大得让人眼花缭乱。
说到发展趋势，先别着急，听我慢慢道来。
你知道，这东西的“进化史”可不短。
从最初的单纯碳纳米管，到如今的碳纳米复合材料，技术的进步可真是如日中天。
简单来说，碳纳米管就像是无数的“微小管道”，它们强度高、导电性好，但单打独斗的时候，往往会表现出一些小问题，比如容易折断、缺乏稳定性。
于是聪明的科学家们就把它们和其他材料“搭伙”，形成复合材料。
结果一出来，哇塞，大家都惊呆了！原本的小缺陷一下子就被解决了，性能简直逆天。
这一波操作，简直把材料学带入了新时代。
不过，发展到现在，这碳纳米复合材料可不止是“技术突破”那么简单。
近年来，环保意识的提升也是推动它发展的一个重要原因。
你想，现在大家都在想方设法减少碳排放、节能减排，碳纳米复合材料在这一点上也有不小的贡献。
比如，在汽车制造领域，采用这种材料的车身不仅更轻、更结实，而且还能减少油耗，降低排放，简直一举多得。
别的不说，光是那种“走路带风”的轻盈感，就让人觉得仿佛开上了一辆“飞天车”。
如果说科技是“硬核”的，那么碳纳米复合材料就是那种软糯又实用的“黑科技”，让我们生活中的一切都变得更加智能和环保。
这玩意儿的应用领域简直是遍地开花。
从医疗器械到能源储存，几乎无所不能。
未来，随着技术的不断进步，碳纳米复合材料可能会在我们身边的每个角落都找到一席之地。
比如在智能家居中，使用碳纳米复合材料的电池将更加高效，使用寿命也更长；在可穿戴设备上，这种材料能让我们的智能手表、眼镜变得既轻便又耐用。
碳纳米管气体传感器综述
ห้องสมุดไป่ตู้
随着新一代信息技术的发展 ， 互联 网不断扩展 和延 伸 ， 进而发展成 完备的物 联网。 物联 网是 当前较新的一个热点课题之一 ， 而传感器能够 为物联 网实时地 ， 按一定频率周期 地采集环境信息 ， 是物联 网至关重要 的组成部分 。伴 随着温室效应不断加 深 ， 气体传感器 ， 特别是 温室气体 传感器 ， 也扮 演着越来越重要 的角色 。 目前， 金属氧化物半导体 （ Ｓ ＭＯ ） 传感器 和固态 电解质 （Ｅ 传感 器 占据着 气体传感器 的绝大部分市场 。 Ｓ） 但二者都 需要在较 高温度下工作 ， 消耗功率 大 、 灵敏度低 、 抗干扰能力 较差 ， 使用不便。 碳纳米管（ Ｎ ｓ 体传 感器展 现出比前 两者更快 的反 ｃ Ｔ） 气 应速度 ， 大的灵敏性 ， 更 而且在室温下就能工 作。由于碳纳米管存在较 大的比表面积 ， 一些气体 体现出吸附性质 。在 吸附气体之后 ， 对 碳纳米 管在宏 观上产生 了可测 量较 大的电阻变化 ，这一性 质使 得碳纳米管制 成气体传感器成 为可能 。 在一定条件下 ， 碳纳米管能够释放所吸附的气 体， 符合传感器反复使用 的原则 。 １９ 年 ｌｉ Ｉ ９ １ ｉｍａ 发现了碳纳米管， ￣ 随后全球范 围内后续大量 的研究 工作揭示 了碳纳米管独特的 电学 、 物理 、 化学和力学性能 。随着 纳米技
科技信喜 ．
高校理科研究
碳纳米管 号体传感器 综述
华 中科技 大学 朱真 乐
［ 摘 要］ 纳米 管是一维纳米结构 ， 碳 具有表 面吸 附能力强 ， 导电性 良好和 电子 弹道传 输特性 等优势 ， 这些 力学、 电学、 物理和化 学性 能使得其成 为制作纳米 气体传感 器的理想材料。运用碳纳 米管制 作的气体传感器具有灵敏度 高、响应速度快 、 尺寸 小和 能在 室温 下工作等诸 多优点 ， 是很有前景的 气体传感 器。本文对碳纳米管气体传感器研 究进行 了综述 ， 并对其研 究及应 用前景进行 了展 望。 ［ 关键词 ］ 碳纳米管 气体传感器 综述
碳纳米管综述
碳纳米管综述摘要：本文主要介绍碳纳米管的发现及发展过程，并说明碳纳米管的制备方法及其制备技术。
同时也叙述碳纳米管的各种性能与应用。
引言：在1991年日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子，这就是现在被称作的“Carbon nanotube”，即碳纳米管,又名巴基管。
正文：碳纳米管的制备：碳纳米管的合成技术主要有：电弧法、激光烧蚀(蒸发)法、催化裂解或催化化学气相沉积法(CCVD，以及在各种合成技术基础上产生的定向控制生长法等。
电弧法利用石墨电极放电获得碳纳米管是各种合成技术中研究得最早的一种。
研究者在优化电弧放电法制取碳纳米管方面做了大量的工作。
T. W. Ebbeseo[2]在He保护介质中石墨电弧放电，首次使碳纳米管的合成达到了克量级。
为减少相互缠绕的碳纳米管在阴极上的烧结，D.T.Collbert[3]将石墨阴极与水冷铜阴极座连接，大大减少了碳纳米管缺陷。
C. Journet[4]等在阳极中填人石墨粉末和铱的混合物，实现了SWNTs的大量制备。
研究发现，铁组金属、一些稀土金属和铂族元素或以单个金属或以二金属混合物均能催化SWNTs 合成。
近年来，人们除通过调节电流、电压，改变气压及流速，改变电极组成，改进电极进给方式等优化电弧放电工艺外，还通过改变打弧介质，简化电弧装置。
综上所述，电弧法在制备碳纳米管的过程中通过改变电弧放电条件、催化剂、电极尺寸、进料方式、极间距离以及原料种类等手段而日渐成熟。
电弧法得到的碳纳米管形直，壁簿(多壁甚至单壁).但产率偏低，电弧放电过程难以控制，制备成本偏高其工业化规模生产还需探索。
催化裂解法或催化化学气相沉积法(CCVD)催化裂解法是目前应用较为广泛的一种制备碳纳米管的方法。
该方法主要采用过渡金属作催化剂，适于碳纳米管的大规模制备，产物中的碳纳米管含量较高，但碳纳米管的缺陷较多。
碳纳米材料在生物医学领域的应用现状及展望
碳纳米材料在生物医学领域的应用现状及展望碳纳米材料是一种具有独特性质的新型材料，其在生物医学领域的应用前景十分广阔。
本文将从碳纳米材料的定义、制备方法、生物医学应用现状和未来展望等方面进行阐述。
一、碳纳米材料的定义和制备方法碳纳米材料是由碳元素构成的，具有纳米级别的尺寸和结构。
常见的碳纳米材料包括石墨烯、碳纳米管、纳米金刚烷等。
这些材料具有高度的化学稳定性、机械强度和导电性等特点，因此在生物医学领域有着广泛的应用前景。
碳纳米材料的制备方法主要包括化学气相沉积、电化学沉积、机械法、热解法等。
其中，化学气相沉积是制备碳纳米管和纳米金刚烷的主要方法，而石墨烯的制备则主要采用化学剥离法和化学气相沉积法。
二、碳纳米材料在生物医学领域的应用现状1. 生物传感器碳纳米材料具有高度的化学稳定性和导电性，因此可以用于制备生物传感器。
例如，利用石墨烯制备的生物传感器可以检测血糖、蛋白质等生物分子的浓度，具有高灵敏度和快速响应的特点。
2. 药物传递碳纳米材料可以作为药物载体，将药物包裹在其表面，达到控释药物的目的。
例如，利用碳纳米管制备的药物载体可以用于治疗肿瘤等疾病，具有高度的生物相容性和药物传递效率。
3. 生物成像碳纳米材料可以作为生物成像剂，用于检测生物体内的病变和分子。
例如，利用纳米金刚烷制备的生物成像剂可以用于检测肿瘤等疾病的早期诊断，具有高度的灵敏度和特异性。
三、碳纳米材料在生物医学领域的未来展望未来，碳纳米材料在生物医学领域的应用前景将越来越广阔。
一方面，随着碳纳米材料制备技术的不断发展，其性能将不断得到提升，可以更好地满足生物医学领域的需求。
另一方面，随着人们对生物医学领域的深入理解，碳纳米材料的应用也将更加广泛和深入，例如在基因治疗、组织工程等方面的应用。
综上所述，碳纳米材料在生物医学领域具有广泛的应用前景，将为人类健康事业的发展做出重要贡献。
碳纳米材料综述资料
碳纳米材料综述课程：纳米材料日期：2015 年12 月碳纳米材料综述摘要：纳米材料是一种处于纳米量级的新一代材料，具有多种奇异的特性，展现特异的光、电、磁、热、力学、机械等物理化学性能，这使得纳米技术迅速地渗透到各个研究领域，引起了国内外众多的物理学家、化学家和材料学家的广泛关注，也成为当前世界最热门的科学研究热点。
物理学家对纳米材料感兴趣是因为它具有独特的电磁性质，化学家是因为它的化学活性以及潜在的应用价值，材料学家所感兴趣的是它的硬度、强度和弹性。
毫无疑问，基于纳米材料的纳米科技必将对当今世界的经济发展和社会进步产生重要的影响。
因此，对纳米材料的科学研究具有非常重要的意义。
其中，碳纳米材料是最热的科学研究材料之一。
我们知道，碳元素是自然界中存在的最重要的元素之一，具有sp、sp2、sp3等多种轨道杂化特性。
因此，以碳为基础的纳米材料是多种多样的，包括常见的石墨和金刚石，还包括近几年比较热门的碳纳米管、碳纳米线、富勒烯和石墨烯等新型碳纳米材料。
关键词：纳米材料碳纳米材料碳纳米管富勒烯石墨烯1．前言从人类认识世界的精度来看，人类的文明发展进程可以划分为模糊时代（工业革命之前）、毫米时代（工业革命到20世纪初）、微米和纳米时代（20世纪40年代开始至今）。
自20世纪80年代初，德国科学家Gleiter提出“纳米晶体材料’，的概念，随后采用人工制备首次获得纳米晶体，并对其各种物性进行系统的研究以来，纳米材料己引起世界各国科技界及产业界的广泛关注。
纳米材料是指特征尺寸在纳米数量级（通常指1—100 nm）的极细颗粒组成的固体材料。
从广义上讲，纳米材料是指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。
通常分为零维材料（纳米微粒），一维材料（直径为纳米量级的纤维），二维材料（厚度为纳米量级的薄膜与多层膜），以及基于上述低维材料所构成的固体。
从狭义上讲，则主要包括纳米微粒及由它构成的纳米固体（体材料与微粒膜）。
碳纳米管的研究进展
碳纳米管的研究进展一、本文概述随着纳米科技的飞速发展，碳纳米管作为一种独特的纳米材料，已经在多个领域展现出其巨大的应用潜力。
本文旨在全面概述碳纳米管的研究进展，从基础理论到应用实践，展现这一领域的最新成果和发展趋势。
本文将首先介绍碳纳米管的基本性质与结构特点，然后回顾其制备技术的发展历程，并重点讨论碳纳米管在能源、电子、生物医学等领域的应用研究进展。
本文还将探讨碳纳米管在实际应用中面临的挑战，如大规模制备、性能优化以及环境安全性等问题，以期为未来碳纳米管的研究与应用提供有益的参考。
二、碳纳米管的合成方法碳纳米管的合成方法自其被发现以来一直在不断地发展和改进。
早期的研究主要集中在电弧放电法和激光烧蚀法，这些方法虽然可以成功制备出碳纳米管，但产量低、设备成本高，且制备过程中难以控制碳纳米管的直径和长度。
随着科技的进步，化学气相沉积法（CVD）逐渐成为了主流制备技术。
化学气相沉积法通过高温下气态烃类化合物的热解，使碳原子在催化剂颗粒表面沉积并生长成碳纳米管。
这种方法具有产量高、设备简单、易于规模化生产等优点。
同时，通过调整反应温度、气体流量、催化剂种类等参数，可以实现对碳纳米管形貌和结构的精确控制。
除了传统的化学气相沉积法外，近年来还出现了许多新型的合成方法，如微波等离子体法、水热法、溶剂热法等。
这些方法在降低能耗、提高产量、改善碳纳米管性能等方面都取得了显著的成果。
然而，尽管碳纳米管的合成方法已经取得了长足的进展，但仍存在一些问题需要解决。
例如，如何进一步提高碳纳米管的纯度、如何降低生产成本、如何实现大规模生产等。
未来，随着科学技术的不断发展，相信会有更多的创新方法出现，推动碳纳米管的研究和应用不断向前发展。
三、碳纳米管的性质碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是一种独特的纳米材料，其性质使其在众多领域中具有广阔的应用前景。
碳纳米管以其优异的物理、化学和机械性能，成为了纳米科学研究的热点之一。
碳纳米材料的研究进展
碳纳米材料的研究进展XX武汉大学化学与分子科学学院摘要:碳纳米材料是具有纳米尺寸的碳材料，它有纳米材料的特性如表面效应，并且已经在许多领域中有着广泛的应用，如新能源、高效的储存器及各种电子器件。
由于碳元素在自然界中丰度大，相对质量小，化学与热力学性质稳定，所以在最近的二十年里碳材料在轻质、稳定结构材料方面有很广泛的应用。
尤其像富勒烯、碳纳米管、石墨烯、碳纤维等碳纳米结构材料引起了科学家们的广泛关注。
并且这些材料有可能为我们在新能源和高效的微电子器件方面带来革命性的突破。
本文将通过最新的研究成果，介绍碳纳米材料在电学器件、光学器件、传感器件等方面的应用，比较说明富勒烯，碳纳米管，石墨烯等材料的潜在应用前景，并对未来石墨烯的研究中的挑战做综述性论述。
关键词：碳纳米材料发展趋势新的研究成果微电子器件The development of carbon nanomaterialsYang LiCollege of chemistry and molecular, Wuhan universityAbstract:carbon nanomaterials materials, that is, carbon materials with a feature size on the nanometer scale and, in some cases, functionalized surfaces, already play an important role in a wide range of emerging fields, such as the search for novel energy sources, efficientenergy storage, sustainable chemical technology, as well as organic electronic materials. The high natural abundance of carbon, its low specific weight, as well as the chemical and thermal robustness of the different carbon allotropes have resulted in carbon components being increasingly utilized in cheap, lightweight, and durable high-performance materials over thepast two decades.[1] In particular, carbon nanostructures such as fullerenes, carbon nanotubes (CNTs), graphene, and carbon fibers are famous.Furthermore, such materials might offer solutions to the challenges associated with the on-going depletion of nonrenewable energy resources or climate change, and they may promote further breakthroughs in the field of microelectronics.Here, we present an extensive review of carbon nanomaterials in electronic, optoelectronic, photovoltaic, and sensing devices with a particular focus on the latest examples based on the highest purity samples. Specific attention is devoted to each class of carbon nanomaterial,thereby allowing comparative analysis of the suitability of fullerenes, carbon nanotubes, and graphene for each application area. In this manner, this article will provide guidance to future application developers and also articulate the remaining research challenges confronting this field.Key words carbon nanomaterials development trend new research results microelectronics引言：碳元素是生命的骨架, 是人类最早接触并利用的元素之一碳元素的最大特点之一是存在众多的同素异形体, 如金刚石、石墨、富勒烯、碳纳米管、石墨烯、卡拜等。
碳纳米管制备方法综述
凝聚相电解生成法
此法是最近出现的一种电化学合成碳 纳米管的方法。该方法采用石墨电极(电解 槽为阳极)，在约600℃的温度及空气或氢 气等保护性气氛中。以一定的电压和电流 电解熔融的卤化碱盐(如LiCI)，电解生成 了形式多样的碳纳米材料。包括包裹或未 包裹的碳纳米管和碳纳米颗粒等。通过改 变电解的工艺条件可以控制生成碳纳米材 料的形式。
化学气相沉积法
化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition。简称CVD)。基本原理为含 碳气体流经催化剂表面时分解。沉积生 成纳米碳管。这种方法具有制备条件可 控、容易批量生产等优点。自发现以来 受到极大关注，成为纳米碳管的主要合 成方法之一。常用的碳源气体有CH4、 C2H 、C2H 、C6H 和CO等。最早用25％ 铁，石墨颗粒作为催化剂。常压下700℃ 时9％ 乙炔，氮气制得纳米碳管。
碳纳米材料
主讲：星空大神~ PPT制作：李淳坤
纳米材料被誉为21世纪的重要材料，而作 为新型纳米材料的碳纳米材料因其本身所拥有 的潜在优越性，在化学、物理学及材料学领域 具有广阔的应用前景，成为全球科学界各级科 研人员争相关注的焦点。
近年来发展建立起来的 碳纳米材料制备方法也多种 多样，可大致归为以下几种： 石墨电弧法、化学气相沉积 法、激光蒸发法、热解聚合 物法、火焰法、离子辐射法、 电解法、原位合成法、模板 法等。
碳纳米材料的制备方法
石墨电弧法 激光蒸发法
催化裂解法
化学气相沉积法 模板法 水热法 凝聚相电解生成法
石墨பைடு நூலகம்弧法
石墨电弧法是最早用于制备纳米碳管的工 艺方法。后经过优化工艺，每次可制得克量级 的纳米碳管。此法是在真空反应室中充惰性气 体或氢气。采用较粗大的石墨棒为阴极，细石 墨棒为阳极，在电弧放电的过程中阳极石墨棒 不断的被消耗。同时在石墨阴极上沉积出含有 纳米碳管的产物。采用此法合成纳米碳管时。 工艺参数的改变如更换阴极材料或改变惰性气 体都将大大影响纳米碳管的产率。除此之外。 改变在阳极组成或直径、或在石墨极中添加 Y2O3等也有很好的效果。
碳材料发展情况汇报
碳材料发展情况汇报
近年来，碳材料作为一种重要的功能材料，在能源、环境、电子、材料等领域
得到了广泛的应用和研究。
碳材料的种类繁多，包括石墨烯、碳纳米管、碳纳米材料、碳纤维等，它们具有优异的导电、导热、力学性能和化学稳定性，因此备受关注。
下面就碳材料的发展情况进行汇报。
首先，石墨烯作为碳材料中的翘楚，具有单层结构、高导电性、高热传导性和
优异的力学性能，被誉为“二维材料之王”。
石墨烯的制备方法不断完善，包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学氧化还原法等，使得其在透明导电膜、柔性电子器件、储能材料等方面有了广泛的应用。
其次，碳纳米管作为一种管状碳材料，具有优异的力学性能和导电性能，被广
泛应用于复合材料、传感器、储能材料等领域。
碳纳米管的制备方法也在不断改进，包括化学气相沉积、电弧放电等方法，使得其在材料学和电子学领域有了重要的地位。
此外，碳纳米材料和碳纤维也是碳材料领域的重要代表，它们在储能材料、复
合材料、传感器等方面有着重要的应用。
随着碳材料制备技术的不断进步和应用领域的不断拓展，碳材料的发展前景十分广阔。
总的来说，碳材料作为一种重要的功能材料，在能源、环境、电子、材料等领
域有着广泛的应用前景。
随着制备技术的不断完善和应用领域的不断拓展，碳材料的发展前景将会更加广阔。
希望通过本次汇报，能够加深大家对碳材料发展情况的了解，激发大家对碳材料研究的兴趣，共同推动碳材料领域的发展。
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碳纳米管技术发展概况
学院：电子信息工程学院
专业：通信工程
姓名：彭昱
学号：3013204217
【摘要】随着社会经济的飞速发展，碳纳米材料的应用日趋广泛，以富勒烯、石墨烯和碳纳米管为代表的碳纳米材料。
在经历20世纪90年代的研究高潮后，如今也已经进入了平稳扎实的研究阶段。
随着研究的不断深入，碳纳米材料在人类生产生活中显示出越来越多不可替代的重要作用。
碳纳米管（CNT）也是“纳米世界”中的重要一员，因其独特的结构和优异的物理化学性能，具有广阔的应用前景和商业价值。
本文综述了碳纳米管的发展历程、结构性能，应用及其发展前景及展望。
【关键词】碳纳米管；发展历程；结构；特性；应用；前景
碳纳米管的发展历程
1985 年英国萨塞克斯大学的波谱学家Kroto 教授与美国莱斯大学的Smalley和Curl 两教授在合作研究中，发现碳元素可以形成由60 个或70 个碳原子构成的高度对称性笼状结构的C60和C70分子，被称为巴基球（Buckyballs）；1991 年，日本NEC 科学家Iijima 在制取C60的阴极结疤中首次采用高分辨隧道电子显微镜发现一种外径为515nm、内径为213nm，仅由两层同轴类石墨圆柱面叠而成的碳纳米管；1992年，科研人员发现碳纳米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，同年，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。
碳纳米管的结构
碳纳米管是由单层或多层石墨片绕中心按一定角度卷曲而成的无缝、中空纳米管。
按照所含石墨片层数的不同，碳纳米管可分为：单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
单壁管典型直径在0.6-2nm，多壁管最内层可达0.4nm，最粗可达数百纳米，但典型管径为2-100nm。
下图为常见的碳纳米管结构图。
虽然从本质上讲，碳纳米管都是有相同的石墨层构成的但它们的导电特性却并不一样，具体情况取决于起的是金属还是半导体的作用。
碳纳米管的特性
碳纳米管的独特结构决定了它具有许多特殊的物理和化学性质。
组成碳纳米管的C=C 共价键是自然界最稳定的化学键，所以使得碳纳米管具有非常优异的力学性能。
理论计算表明，碳纳米管具有极高的强度和极大的韧性。
其理论值估计杨氏模量可达5TPa，强度约为钢的100 倍，而重量密度却只有钢的1/6。
Treacy 等首次利用了TEM 测量了温度从室温到800 度变化范围内多壁碳纳米管的均方振幅，从而推导出多壁碳纳米管的平均杨氏模量约为1.8Tpa。
而Salvetat 等测量了小直径的单壁碳纳米管的杨氏模量，并导出其剪切模量为1Tpa。
Wong 等用原子力显微镜测量多壁碳纳米管的弯曲强度平均值为14.2±10.8GPa，而碳纤维的弯曲强度却仅有1GPa。
碳纳米管无论是强度还是韧性，都远远优于任何纤维，被认为是未来的“超级纤维”。
直径、螺旋角以及层间作用力等存在的差异是碳纳米管兼导体和半导体的特性；独特的螺旋分子结构使碳纳米管构筑的吸波材料具有比一般吸收材料高的吸收率。
此外，碳纳米管还具有独特的光学性能，良好的热传导性，极高的耐酸、碱性和热稳定性。
碳纳米管的应用
由于碳纳米管良好的电学性能，使得目前碳纳米管的研究主要集中在电学领域，其本身曲率半径小的结构特点使其在代替釦针作场发射电极时，具有较低的激发电压，并具有自修补功能，可大大提高视屏系统的效率和功能。
碳纳米管复合材料具有良好的减磨耐磨性能，该复合材料的磨损过程包含跑合阶段和稳态磨损阶段，在稳态磨损阶段主要发生氧化磨损和磨粒磨损；碳纳米管体积分数在12%-15%之间时，起润滑和抑制基体氧化的效果较好，因而复合材料的减磨耐磨性能最佳。
对于MWPCVD过程中基体（硅片）表面经过碳纳米管处理能够获得较高的金刚石形核密度，碳纳米管存在的sp3杂化键促进了MWPCVD的金刚石形核，同时在沉积过程中提高了基体表面碳浓度从而加快金刚石膜生长过程，这种方法具有简洁易行的特点。
碳纳米管的发展前景及展望
碳纳米管可以制成透明导电的薄膜，用以代替ITO（氧化铟锡）作为触摸屏的材料。
先前的技术中，科学家利用粉状的碳纳米管配成溶液，直接涂布在PET或玻璃衬底上，但是这样的技术至今没有进入量产阶段。
碳纳米管触摸屏首次于2007~2008年间成功被开发出，并由天津富纳源创公司于2011年产业化，至今已有多款智慧型手机上使用碳纳米管材料制成的触摸屏。
工程师更开发出利用碳纳米管导电异向性的定位技术，仅用一层碳纳米管薄膜即可判断触摸点的X、Y座标；碳纳米管触摸屏还具有柔性、抗干扰、防水、耐敲击与刮擦等特性，可以制做出曲面的触摸屏，具有高度的潜力可应用于穿戴式装置、智慧家俱等产品碳纳米管还给物理学家提供了研究毛细现象机理最细的毛细管，给化学家提供了进行纳米化学反应最细的试管。
总之，随着碳纳米管制备方法的研究以及纳米科技的快速发展，碳纳米材料将会对全世界的科学和经济产生重大影响.
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