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      碳納米管的獨(dú)特結(jié)構(gòu)決定了它具有許多特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)。組成碳納米管的C=C共價(jià)鍵是自然界穩(wěn)定的化學(xué)鍵之一，所以使得碳納米管具有非常優(yōu)異的力學(xué)性能。理論計(jì)算表明，碳納米管具有極高的強(qiáng)度和極大的韌性。其理論值估計(jì)楊氏模量可達(dá)5TPa，強(qiáng)度約為鋼的100倍，而重量密度卻只有鋼的1/6。碳納米管無(wú)論是強(qiáng)度還是韌性，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于任何纖維，被認(rèn)為是未來(lái)的“超級(jí)纖維”。

碳納米管基本上分為兩類(lèi)

      單壁碳納米管(SWCNTs)和多壁碳納米管(MWCNTs)。盡管有明顯的共性，但由于結(jié)構(gòu)上的差異，單壁碳納米管和多壁碳納米管的物理性質(zhì)存在顯著差異。

      區(qū)分單壁碳納米管重要的特征是，管壁只有一層。換句話說(shuō)，單壁碳納米管可以被描述為單層石墨烯片卷起來(lái)形成的無(wú)縫空心圓柱筒。這就是為什么它們經(jīng)常被稱為單層石墨烯納米管。

      與單壁碳納米管不同，多壁碳納米管可被視為單壁碳納米管的同心排列，即由多層石墨烯片無(wú)縫卷起成管狀。

      單壁碳納米管和多壁碳納米管的這些差異，導(dǎo)致了它們?cè)谔砑拥讲牧现袝r(shí)，給材料的性能帶來(lái)很大不同，并對(duì)材料產(chǎn)生了相應(yīng)的影響。

      例如，單壁碳納米管的楊氏模量(有時(shí)被稱為與材料在拉伸或壓縮下承受長(zhǎng)度變化的能力有關(guān)的彈性模量)，幾乎比多壁碳納米管高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

      多壁碳納米管可以看成是不同管徑的單壁碳納米管套裝而成，少則2層多則達(dá)十幾層，層距約0.343nm，每層納米管是由一個(gè)碳原子通過(guò)sp2雜化與周?chē)?個(gè)碳原子完全鍵和后所構(gòu)成的六邊形平面組成的圓柱面，碳納米管直徑在幾納米到幾十納米之間，而長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)微米，具有較大的長(zhǎng)徑比。

      多壁碳納米管在開(kāi)始形成的時(shí)候，層與層之間很容易成為陷阱中心而捕獲各種缺陷，因而多壁管的管壁上通常布滿小洞樣的缺陷。多壁碳納米管的層間距約為0.34nm，外徑在幾個(gè)納米到幾百納米，而已發(fā)現(xiàn)的*小內(nèi)徑為0.4nm。長(zhǎng)度一般在微米量級(jí)，*長(zhǎng)者可達(dá)數(shù)毫米。

      多壁碳納米管沒(méi)有相關(guān)的報(bào)道指明可以殺滅細(xì)菌。多壁碳納米管其電容量一般為102F/g。多壁碳納米管和單壁碳納米管一些差異性的概括，然而二者均具有優(yōu)異的力學(xué)性能、導(dǎo)電性能、熱學(xué)性能、儲(chǔ)氫性能等。