碳纳米管是什么意思?
1.碳纳米管是什么意思:
碳纳米管又称巴基管,是一种具有特殊结构的一维量子材料(径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级,管体两端基本密封)。
碳纳米管主要是由数层至数十层碳原子呈六边形排列而成的同轴圆管。层与层之间保持固定距离,约为0.34nm,直径一般为2~20nm。
并根据碳六边形沿轴向的取向不同,可分为锯齿形、扶手椅形和螺旋形三种类型。其中,螺旋型碳纳米管具有手性,而锯齿型和扶手椅型碳纳米管不具有手性。

2.碳纳米管的结构特点:
碳纳米管中的碳原子主要是sp2杂化。同时,六方网格结构具有一定程度的弯曲,形成空间拓扑结构,其中存在一定程度的sp3杂化键,即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化态。
这些p轨道彼此重叠,在碳纳米管石墨烯片外部形成高度离域的大π键。碳纳米管外表面的大π键是由碳纳米管和一些共轭性质引起的,通过非共价键络合大分子的化学基础。
延伸阅读:
碳纳米管是由碳原子组成的纳米结构,具有优异的导电性、强度和轻质特性,因此在纳米科学和纳米技术领域备受关注。碳纳米管的发现和研究主要归功于以下两位科学家的贡献:
1.Sumio Iijima:1991年,日本物理学家Sumio Iijima首次成功制备出多层碳纳米管,这被认为是碳纳米管的首次观测。他利用透射电子显微镜(TEM)技术观察碳纳米管的微观结构。饭岛的研究成果使碳纳米管引起了科学家和工程师的广泛兴趣,成为纳米材料研究的重要组成部分。
2.Donald S. Bethune等人:1993年,IBM研究员Donald S. Bethune领导的团队成功制备了单层碳纳米管。他们使用化学气相沉积方法生长碳纳米管,首次生产出纳米级管状结构。这一突破性的发现标志着碳纳米管在实际应用中的潜力,包括在纳米电子学、纳米机器和材料科学等领域。
这两位科学家的工作对碳纳米管的研究和应用产生了深远的影响,碳纳米管已成为纳米技术和材料科学领域的重要研究对象,具有广泛的应用前景,包括纳米电子器件、纳米材料增强、生物医学应用等。
碳纳米管具有良好的光学和光电性能,可用于太阳能电池、光电探测器、显示器等。此外,碳纳米管还可用于激光技术、光通信等领域,制造镜片、滤光器等光学器件。同时,碳纳米管也可用作生物荧光成像、癌症治疗等医学领域。
-
干涉测量术的原理、应用及技术演进研究
从宇宙天体的精细化观测到纳米级工业制造的质量管控,干涉测量术基于波的干涉效应,已发展为现代科学研究与工业生产中不可或缺的精准测量技术支撑。该技术以激光为核心载体,通过系统解析波的干涉规律,在跨学科领域实现了测量精度与应用范围的双重突破,成为推动科技进步的关键基础性工具。
2025-11-17
-
什么是柱镜光栅?微米级光学技术引领视觉领域革新
当裸眼3D影像突破平面束缚,当立体成像技术赋能产品包装升级,当光学隐身从科幻概念走向技术实践,柱镜光栅这一核心光学材料正凭借其独特的技术特性,在多个领域推动视觉体验与应用场景的深度变革。作为由微米级圆柱状凸透镜阵列构成的功能性光学材料,柱镜光栅以精准调控光线传播路径的核心能力,成为连接微观结构与宏观视觉应用的关键桥梁。
2025-11-17
-
突破性进展:阿秒涡旋脉冲串成功实现,拓展超快光-物质相互作用研究新维度
在超快光学领域,阿秒脉冲技术已成为观察原子、离子、分子等微观体系中超快电子动力学的重要手段,而轨道角动量这一关键自由度的引入,为该技术的创新发展提供了全新方向。近日,西班牙萨拉曼卡大学AlbadelasHeras教授、美国科罗拉多矿业学院DavidSchmidt教授领衔的联合研究团队,在国际权威期刊《Optica》(Vol.11,No.8)发表重磅研究成果,成功研发出阿秒涡旋脉冲串这一新型超快结构化光场。该成果通过创新性技术方案突破传统瓶颈,为化学、生物、凝聚态物理及磁学等多学科前沿研究提供了具备高时间分辨率与多维调控能力的独特工具。
2025-11-17
-
清华大学提出神经光瞳工程傅里叶叠层成像技术实现大视场高分辨率显微成像突破
在科研与医疗领域,显微镜的大视场观测与高分辨率成像需求长期存在相互制约的技术矛盾。当观测视场扩大时,边缘区域易出现图像失真、细节模糊等问题,严重影响后续分析与应用。清华大学曹良才课题组提出的神经光瞳工程傅里叶叠层成像(NePEFPM)新方法,成功破解这一技术瓶颈,为大视场高分辨率显微成像提供了创新性解决方案。相关研究成果发表于国际权威期刊《Optica》。
2025-11-17
