碳納米管又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)(徑向尺寸為納米量級(jí)，軸向尺寸為微米量級(jí)，管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為2~20nm。并且根據(jù)碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種。其中螺旋型的碳納米管具有手性，而鋸齒形和扶手椅型碳納米管沒(méi)有手性。

　　碳納米管具有良好的力學(xué)性能，CNTs抗拉強(qiáng)度達(dá)到50~200GPa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6，至少比常規(guī)石墨纖維高一個(gè)數(shù)量級(jí);它的彈性模量可達(dá)1TPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的5倍。對(duì)于具有理想結(jié)構(gòu)的單層壁的碳納米管，其抗拉強(qiáng)度約800GPa。碳納米管的結(jié)構(gòu)雖然與高分子材料的結(jié)構(gòu)相似，但其結(jié)構(gòu)卻比高分子材料穩(wěn)定得多。碳納米管是目前可制備出的具有最高比強(qiáng)度的材料。若將以其他工程材料為基體與碳納米管制成復(fù)合材料,可使復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度、彈性、抗疲勞性及各向同性，給復(fù)合材料的性能帶來(lái)極大的改善。

　　碳納米管的主要作用：

　　1、強(qiáng)度和剛度：具有高的強(qiáng)度和剛度，比鋼材還要強(qiáng)于多達(dá)100倍以上。這使得它們?cè)诓牧峡茖W(xué)領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用，可以用來(lái)增強(qiáng)復(fù)合材料的性能，提高材料的強(qiáng)度和剛度。

　　2、電導(dǎo)性：是半導(dǎo)體或金屬的一維結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的電導(dǎo)性能。它們可以作為電子元件中的導(dǎo)線，用于微型電路、納米電子器件和傳感器等領(lǐng)域。碳納米管還可以用于制造高性能的透明導(dǎo)電薄膜，可應(yīng)用于柔性顯示器、太陽(yáng)能電池等方面。

　　3、熱導(dǎo)性：具有出色的熱導(dǎo)性能，可以快速傳導(dǎo)熱量。這使得它們?cè)谏岵牧虾蜔峁芾響?yīng)用中有很大潛力，例如用于電子設(shè)備散熱、熱界面材料和熱傳感器等方面。

　　4、吸附和催化：具有大表面積和高吸附能力，可以用于去除水中的污染物或廢水處理。此外，碳納米管還可作為催化劑的載體，在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮催化作用。

　　5、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用：由于其高度的生物相容性和生物兼容性，碳納米管在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。它們可用于藥物遞送系統(tǒng)、組織工程、生物傳感器和生物成像等方面。

　　6、能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換：可以用于制造高性能的電池和超級(jí)電容器，因?yàn)樗鼈兙哂懈弑缺砻娣e和優(yōu)異的電導(dǎo)性能。此外，碳納米管還可以作為催化劑用于燃料電池和水分解等能源轉(zhuǎn)換過(guò)程。