发展进程
碳纳米管（CNTs）于1991年1月由日本筑波NEC实验室的物理学家饭岛澄男发现，在1993年，日本NEC公司基础研究实验室与美国IBM公司联合制备出单壁碳纳米管。相对于多壁碳纳米 管，单壁碳纳米管的管壁仅仅由一层石墨片组成，可以看作是将一层石墨片从原点(0，0)沿c轴卷曲闭合而成，直径主要分布在0.4～3nm之间[1]。自被发现以来，由于碳纳米管独特的分子结构与电化学特性，有望在物理、化学、生物等领域获得巨大的应用[2]。
物质特性
碳纳米管具有超强的力学性能，极高的纵横比和独特的导电特性，是制备复合材料的理想形式。评述目前碳纳米管复合材料的制备及其应用研究的动态，结果发现用化学镀方法制备的镍基碳纳米管复合镀层比传统的复合镀层具有更高的耐磨性能，结构为非晶态[3]。
制备方法
目前，碳纳米管的合成主要有直流电弧法和催化法。两种不同的方法得到产物的形状、结构和性质也不尽相同[4]。材料技术领域报道了一种碳纳米管的催化合成方法，步骤如下：（1）将煤粉，水在合浆设备中混合成浆料，该浆料在水煤气发生装置中生成水煤气，水煤气在水煤气储罐中存储备用；（2）将催化剂溶解于溶剂中，在催化剂储罐中存储备用；（3）用泵浦控制水煤气及催化剂送入合成炉中即得碳纳米管，且通过控制水煤气与催化剂的流量可以控制碳纳米管中不同形貌碳纳米管的比例。该制备方法安全，环保，采用浆料碳源及液体溶解的催化剂，通过泵浦可以实现连续化生产，并且精确控制反应产物[5]。
应用
碳纳米管是一种新型的纳米材料，将其用于修饰电极，可以降低化学物质氧化还原反应的过电位，改善生物分子氧化还原可逆性，其大比表面积有利于酶的固定化，还能促进酶活性中心与电极表面的电子传递。碳纳米管的这些特性对于提高生物检测的灵敏度和稳定性具有重大意义，为生物传感器领域开辟了广阔的前景[6]。综合现有研究，碳纳米管在扫描显微镜探针针尖，气体传感器，化学修饰电极和化学分离与检测等方面均有重要应用[7]。
超级电容器是近年来发展起来的一种新型储能装置。碳纳米管由于具有独特的中空结构，良好的导电性和高的比表面积，被认为是超级电容器理想的电极材料之一。化学活化可以显著提高碳纳米管的比表面积，增大其比电容。将碳纳米管与准电容材料金属氧化物或导电聚合物复合，可以发挥各自的优势，从而得到低成本、高性能的复合电极材料[8]。
除上述应用，利用碳纳米管特殊的电磁吸波特性以及聚合物优良的材料性能，可将其应用于新一代吸波隐身材料的制备[9]。
有关研究
针对碳纳米管的多种形态，研究人员就单壁、多壁碳纳米管（聚团状、阵列状）以及未纯化与纯化后碳纳米管在2-18GHz范围内的电磁波吸收性能进行了深入研究。具体地，通过测定不同结构碳纳米管粉体的介电常数以及磁导率，得到损耗因子及衰减常数大小顺序为：阵列状多壁碳纳米管（A-MWNTs）＞原生聚团状多壁碳纳米管（R-MWNTs）＞纯化聚团状多壁碳纳米管（P-MWNTs）＞原生单壁碳纳米管（R-SWNTs）＞纯化后单壁碳纳米管（P-SWNTs）。相比多壁碳纳米管，单壁碳纳米管衰减常数随频率变化较小，且具有较宽的吸收峰。模拟计算和实验测试结果都表明，碳纳米管/聚合物复合材料具有优良的电磁吸波性能[10]。
参考文献
[1]赵廷凯,柳永宁,朱杰武.温控电弧法大量制备单壁碳纳米管[J].中国科协第二届优秀博士生学术年会材料科学技术分会论文集, 2003.DOI:10.3321/j.issn:1000-3290.2004.11.063.
[2]白雪 王.碳纳米管(CNT)纯化研究进展[J].Material Sciences, 2020, 10(12):952-956.DOI:10.12677/ms.2020.1012114.
[3]陈卫祥,陈文录,徐铸德,等.碳纳米管的特性及其高性能的复合材料[J].复合材料学报, 2001, 18(4):5.DOI:10.3321/j.issn:1000-3851.2001.04.001.
[4]施祖进,顾镇南.碳纳米管的研究进展[C]//第二届中国功能材料及其应用学术会议.0.DOI:ConferenceArticle/5aa74ec9c095d72220fc8a85.
[5]赵海静,李峰,李红,等.一种碳纳米管的合成方法:CN201510847799.2[P].
[6]廖静敏,李光,马念章.碳纳米管在生物传感器中的应用[J].传感技术学报, 2004, 17(3):5.DOI:10.3969/j.issn.1004-1699.2004.03.028.
[7]蔡称心,陈静,包建春,等.碳纳米管在分析化学中的应用[J].分析化学, 2004, 32(3):7.DOI:10.3321/j.issn:0253-3820.2004.03.027.
[8]吴锋,徐斌.碳纳米管在超级电容器中的应用研究进展[J].新型炭材料, 2006.DOI:JournalArticle/5ae93f2dc095d713d888d154.
[9]黄祖雄,吴唯.碳纳米管在聚合物基吸波隐身复合材料上的应用[J].材料工程, 2004, 000(007):55-59.DOI:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.07.014.
[10]张增富,罗国华,范壮军,等.不同结构碳纳米管的电磁波吸收性能研究[J].物理化学学报, 2006, 22(3):296-300.DOI:10.3866/PKU.WHXB20060308.