巴基管

這種神奇的材料的發(fā)現(xiàn)也是一個(gè)巧合。1991年，日本科學(xué)家飯島澄男用石墨電弧法制取巴基球的過(guò)程中，在得到的碳灰中，他仔細(xì)觀察才發(fā)現(xiàn)了一種多層的管狀的結(jié)構(gòu)，經(jīng)研究證明它是同軸多層的碳納米管。碳納米管是一種納米尺度的，具有完整分子結(jié)構(gòu)的新型碳材料，它是石墨的一層碳原子曲卷而成的無(wú)縫，中空的管體。

碳納米管具有高硬度，同時(shí)又非常的輕。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表明，單壁碳納米管其強(qiáng)度是鋼的100倍。

而密度卻只有鋼的1/6。是一種新型的"超級(jí)纖維"材料。在1991年日本NEC公司基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室的電子顯微鏡專家飯島(Iijima)在高分辨透射電子顯微鏡下檢驗(yàn)石墨電弧設(shè)備中產(chǎn)生的球狀碳分子時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)了由管狀的同軸納米管組成的碳分子,這就是 碳納米管

現(xiàn)在被稱作的"Carbon nanotube"，即碳納米管,又名巴基管。碳納米管具有典型的層狀中空結(jié)構(gòu)特征,構(gòu)成碳納米管的層片之間存在一定的夾角碳納米管的管身是準(zhǔn)圓管結(jié)構(gòu)，并且大多數(shù)由五邊形截面所組成。管身由六邊形碳環(huán)微結(jié)構(gòu)單元組成, 端帽部分由含五邊形的碳環(huán)組成的多邊形結(jié)構(gòu)，或者稱為多邊錐形多壁結(jié)構(gòu)。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。它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，約為0.34nm，直徑一般為2~20nm。由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，碳納米管的研究具有重大的理論意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值，如:其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)是理想的一維模型材料;巨大的長(zhǎng)徑比使其有望用作堅(jiān)韌的碳纖維，其強(qiáng)度為鋼的100倍，重量則只有鋼的1/6;同時(shí)它還有望用作為分子導(dǎo)線，納米半導(dǎo)體材料，催化劑載體，分子吸收劑和近場(chǎng)發(fā)射材料等?？茖W(xué)家們還預(yù)測(cè)碳納米管將成為21世紀(jì)最有前途的納米材料，以碳納米管為材料的顯示器將是很薄的，可以像招貼畫那樣掛在墻上。韓國(guó)的三星電子公司已展示了從納米管發(fā)射電子轟擊屏幕的顯示屏，該公司估計(jì)兩年內(nèi)碳納米管顯示屏將上市。雖然碳納米管的技術(shù)性能非常好，但因成本和其他 碳納米管

因素其大規(guī)模推廣仍將會(huì)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。目前，在各大學(xué)的物理系和像IBM那樣的公司都在制造碳納米管，每克碳納米管的價(jià)格是1000美元左右。我國(guó)對(duì)此項(xiàng)研究雖然起步較晚，但發(fā)展很快。目前碳納米化學(xué)方興未艾，內(nèi)容豐富，前景誘人。通過(guò)對(duì)碳納米管的研究，必然帶動(dòng)相應(yīng)學(xué)科的發(fā)展。