纳米碳管和石墨烯的微观结构简介

陈绪栋 李飞扬

【摘要】本文主要介绍了纳米碳管和石墨烯两种碳材料的微观结构，通过对两种材料微观结构的认识，了解这两种碳材料的物理性质和化学性质以及它们将来会给我们的日常生活带来的影响。

【关键词】纳米碳管，石墨烯，微观结构

1前言

碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一，它具有多样的电子轨道特性（sp，sp2，sp3杂化），再加之sp2的异向性而导致晶体的各向异性和其排列的各向异性，因此以碳元素为唯一构成元素的碳材料具有各式各样的性质，并且新碳素相和新型碳材料还不断被发现和人工制得。由于碳元素和碳材料具有形式和性质的多样性，从而决定了碳和碳材料仍有许多目前并未开发的部分，若再考虑与其他元素或化合物等的复合和相互作用，则可获得更大的发展空间和前景。从目前的研究情况来看，在未来相当长的一段时间内，碳的新相和聚合物碳同素异构体的设计、制造和研究将是物理化学领域中最中心的课题。

2纳米碳管简介

2.1纳米碳管的研究现状

纳米碳管（CNT），管状的纳米级石墨晶体，是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管，每层的C是SP2杂化，形成六边形平面的圆柱面[1]。

纳米碳管由1991年日本科学家Sumio Iijima发现，具有优良的场发射性能，制作成阴极显示管，储氢材料。我国自制的碳管储氢能力达到4%，据世界领先水平。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；……