碳纳米管的结构、性能和应用
碳纳米管的性质与应用
碳纳米管的性质与应用碳纳米管是一种研究热点，同时也是一种具有广泛应用前景的纳米材料。
碳纳米管具有很多优异的性质，例如高度的机械强度、热导率、光学性质和电学性质等，这些性质使得碳纳米管在各领域中得到了广泛的关注和研究。
本文将从性质和应用两方面来探讨碳纳米管的特点。
一、碳纳米管的性质1. 机械性质碳纳米管具有非常高的机械强度，这是由于其形成时的晶格缺陷极少，且由碳原子构成的共价键是相当强的。
研究表明，碳纳米管的强度可以达到200GPa以上，因此在强度要求高的场合，例如航天航空领域、材料制造业及求医领域等等，碳纳米管都有广泛的应用。
2. 热学性质碳纳米管具有良好的热传导性质，由于它们的长度是大于直径的，因此导热主要沿着管轴方向，这种长程导热机制使得碳纳米管的热导率非常高，可以高达3000W/mK。
同时，其能够承受极高的温度，可以长期工作在1000℃以上的高温环境中，故在制造高精度、高稳定性元器件，以及制造高温传感器方面都有广泛应用。
3. 光学性质碳纳米管具有优良的光学性质，具有很高的吸收能力和强烈的荧光特性。
碳纳米管的宽带能使其吸收并辐射出不同波长的光，因此在生命科学、光电器件等领域得到广泛的应用。
4. 电学性质碳纳米管是一种非常具有潜力的电子材料，具有半导体和金属的特性。
这种双重的特性，使得碳纳米管可用于制造场效应晶体管、电化学电容器、电化学传感器等，同时，在信息技术、存储技术、生物医学等领域，碳纳米管也有着广泛的应用。
二、碳纳米管的应用1. 生物医学碳纳米管在生物医学中的应用非常广泛，主要包括药物传递、成像、生物分析及治疗等方面。
碳纳米管的生物相容性好，特异性高，可以将药物包载于碳纳米管表面，通过靶向技术将药物输送至受体细胞表面，从而达到治疗的目的。
此外，碳纳米管还能用于医学检测成像，如：磁共振成像、X射线成像、核酸检测等疾病诊断。
2. 能源材料由于碳纳米管的高热传导、高机械强度、高表面积和优质导体性质，使得碳纳米管可以用于电化学能源存储、传感及转换。
碳纳米管的性能及应用领域
碳纳米管的性能及应用领域碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有很多异常的力学、电学和化学性能。
近些年随着碳纳米管及纳米材料讨论的深入其广阔的应用前景也不断地呈现出来。
一、碳纳米管的性能1.1力学性能不同类型的碳纳米管碳纳米管具有良好的力学性能，碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸。
碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相像，但其结构却比高分子材料稳定得多。
碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。
若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料，可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲乏性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善。
1.2导电性能碳纳米管制成的透亮导电薄膜碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有一些特别的电学性质。
碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。
对于一个给定的纳米管，在某个方向上表现出金属性，是良好的导体，否则表现为半导体。
对于这个的方向，碳纳米管表现出良好的导电性，电导率通常可达铜的1万倍。
1.3传热性能采纳了碳纳米管涂层的热水器内胆碳纳米管具有良好的传热性能，碳纳米管具有特别大的长径比，因而其沿着长度方向的热交换性能很高，相对的其垂直方向的热交换性能较低，通过合适的取向，碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。
另外，碳纳米管有着较高的热导率，只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管，该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。
二、碳纳米管的应用2.1电子领域碳纳米电子管（CNTS）是一种具有显著电子、机械和化学特性的独特材料。
其导电本领不同于一般的导体。
性能方面的区分取决于应用，或许是优点，或许是缺点，或许是机会。
在一理想纳米碳管内，电传导以低温漂轨道传播的，假如电子管能无缝交接，低温漂是计算机芯片的优点。
诸如电连接等的混乱极大地修改了这行为。
对十较慢的模拟信号的处理速度，四周环围着平向球分子的碳纳米管充当传播者已被试验证明。
碳纳米管研究报告
碳纳米管研究报告碳纳米管是一种新兴的材料，它既具有高强度又有超强的耐腐蚀性，在未来将会发挥重要作用。
本文将结合碳纳米管的化学特性、力学性能、电学性能和生物医学应用，对它进行深入研究，旨在发掘它的潜力，未来能够更好地应用它。
一、碳纳米管的化学特性碳纳米管具有较高的碳氧化物结构，具有超强的耐腐蚀性。
其表面具有一定的电荷，这可以改变它的生物活性，增加其作为纳米材料的有效性。
此外，还有一些碳氧化物，如碳酸钙等，具有很好的附着力，对于不同的应用有着不同的功能。
二、碳纳米管的力学性能碳纳米管有着优异的力学性能，其弹性模量的大小可以根据其结构而定，它们有着非常高的抗弯强度，抗拉强度比钢材还要高，耐磨性也比钢材高。
同时，它们还具有很强的抗冲击能力，甚至在超高温下也能保持一定的强度。
三、碳纳米管的电学性能碳纳米管也具有优异的电学性能，其电阻率极低，可以大大提高电子材料的效率；其容量也极高，约为石墨烯4倍，能够有效地储存电能。
此外，它们还具有良好的导电性，可以抑制电路的失效，这在电子制造领域有重要作用。
四、碳纳米管的生物医学应用碳纳米管也可用于生物医学领域。
由于它们具有超强的耐腐蚀性及其高强度，可以用来制造医疗设备、改善人体组织修复治疗效果等。
另外，它们还可以用于基因治疗，具有增强免疫力的功效；用于抗癌药物的药物载体，以最大程度地抑制癌细胞的生长；在细胞快速传输信号的实验中，用于提高和优化实验效果等。
以上就是碳纳米管的一些特性和应用。
综上所述，碳纳米管有着较高的力学性能、超强的耐腐蚀性和良好的电学性能，以及众多生物医学应用，拥有着前所未有的潜力及应用前景。
未来需要加强对它的研究，进一步开发其功能，以及制定更好的应用方式，以期达到最佳效果。
新材料科学中的碳纳米管材料
新材料科学中的碳纳米管材料碳纳米管是一种由碳原子构成的管状结构，在新材料科学中具有重要的应用价值。
碳纳米管的特殊结构使得它具有许多独特的性质和优异的物理化学性能，有着广泛的应用范围和前景。
一、基本介绍碳纳米管是一种类似于石墨烯的碳材料，其结构是由碳原子构成的具有管状形态的微观结构。
碳纳米管的直径在纳米级别，一般为1纳米到50纳米之间。
它的长度可以是数十微米到数百微米，甚至可以达到数厘米以上。
碳纳米管具有很多独特的性质，比如强度高、导电性好、导热性好、化学稳定性强等等。
这些性质决定了碳纳米管可以广泛应用于电子、机械、光学、化学等领域。
二、应用领域1.电子领域在电子领域中，碳纳米管作为一种新型的半导体材料，具有很多优异的性质，如高电导率、高耐电压性、超短开关时间等。
这些特点使得碳纳米管可以广泛应用于晶体管、场效应晶体管、逆变器、传感器等电子器件中。
2.机械领域在机械领域中，碳纳米管有着很高的强度和韧性，可以被用于制作高强度的机械零部件。
例如，碳纳米管可以制成强度高、重量轻、耐磨损的轮胎、杆、桥梁等。
此外，碳纳米管还可以制成高性能的自行车、汽车、飞机等机械设备。
3.光学领域在光学领域中，碳纳米管可以制成具有高透明度和高导电性的薄膜，可以被应用于太阳能电池板、智能窗等光学器件中。
4.化学领域在化学领域中，碳纳米管可以被用作催化剂、吸附剂和分离材料。
例如，碳纳米管可以被用来催化氢气的产生和净化工业废气。
此外，碳纳米管还可以被用来制备高效的分离膜，用于饮用水的净化。
三、未来发展趋势由于碳纳米管具有独特的物理化学性质，有着广泛的应用前景，因此在近年来得到了广泛的关注。
未来，碳纳米管的发展将主要集中在以下几个方面：1.化学合成方法的改进当前，碳纳米管的主要制备方法是电弧放电法、激光热解法和化学气相沉积法。
然而这些方法存在制备成本高、质量不稳定、难于大规模制备等问题。
因此，未来的发展方向是改进或发展出更简单、更可控性强、更可扩展的制备方法，以适应未来碳纳米管的大规模制备需求。
催化剂 碳纳米管
催化剂碳纳米管碳纳米管是一种具有特殊结构和优异性能的催化剂。
它由碳原子构成，形成了空心的纳米管状结构。
碳纳米管具有很高的比表面积和较好的导电性、导热性，使其在催化领域有着广泛应用。
碳纳米管作为催化剂，具有许多独特的特性。
首先，它具有优异的催化活性和选择性。
由于其特殊的结构，碳纳米管能够提供丰富的活性位点，使其能够高效催化各种反应。
其次，碳纳米管具有良好的稳定性和重复使用性。
与其他催化剂相比，碳纳米管在催化反应中表现出较高的稳定性，能够长时间保持催化活性，并且可以通过简单的再生步骤实现重复使用。
此外，碳纳米管还具有较好的抗毒性和抗中毒性能，能够抵御催化反应中产生的有害物质的影响。
碳纳米管在催化领域有着广泛的应用。
首先，碳纳米管可以用作电催化剂。
由于其良好的导电性和高比表面积，碳纳米管可以作为电催化剂用于电化学反应，如燃料电池和电解水制氢等。
其次，碳纳米管还可以用作气体催化剂。
由于其空心的纳米管状结构，碳纳米管能够提供更多的活性位点，使其在气体催化反应中表现出较高的催化性能。
此外，碳纳米管还可以用于液相催化反应和固相催化反应等。
在催化剂研究领域，碳纳米管的应用前景十分广阔。
目前，研究人员正在不断探索碳纳米管的催化性能和应用。
通过调控碳纳米管的结构、形貌和表面性质，可以进一步提高其催化活性和选择性。
此外，还可以将碳纳米管与其他功能材料相结合，形成复合催化剂，以进一步拓展其应用领域。
碳纳米管作为一种特殊的催化剂，具有独特的结构和优异的性能。
它在催化领域有着广泛的应用，并且具有很大的发展潜力。
通过进一步研究和探索，相信碳纳米管催化剂将在未来发挥更大的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
碳纳米管结构
碳纳米管结构碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米材料，具有非常特殊的结构和性质。
碳纳米管结构的独特之处在于其呈现出类似于卷曲的螺旋形状，这种形态使得碳纳米管具有极高的比表面积和优异的导电性能。
碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两种结构，它们的性质和用途有所不同。
单壁碳纳米管是由一个原子层厚度的石墨片卷曲而成的碳纳米管，具有直径非常细小的特点。
单壁碳纳米管的直径通常在1到3纳米之间，而长度可以达到数百微米。
单壁碳纳米管具有优异的导电性和导热性，同时还具有很高的机械强度和化学稳定性，因此在电子器件、传感器、储能材料等领域有着广泛的应用。
由于其独特的结构和性质，单壁碳纳米管还被认为是未来纳米科技领域的重要研究对象。
多壁碳纳米管则是由多层石墨片卷曲而成的碳纳米管，相对于单壁碳纳米管来说，多壁碳纳米管的直径较大，且层间距也比较宽。
多壁碳纳米管的层数可以从几层到数十层不等，每增加一层就增加了一层新的电子结构，因此多壁碳纳米管的性质会随着层数的增加而发生变化。
多壁碳纳米管的导电性和机械强度要略低于单壁碳纳米管，但是其更适合用于储能材料、复合材料等领域。
除了单壁和多壁碳纳米管之外，还有一种被称为纳米角石墨烯管的结构，它是由石墨烯卷曲而成，具有介于单壁和多壁碳纳米管之间的结构特点。
纳米角石墨烯管具有优异的导电性和机械性能，同时还具有石墨烯的高比表面积和化学稳定性，因此在储能、传感器、生物医药等领域有着广泛的应用前景。
总的来说，碳纳米管结构的独特性使其在纳米科技领域具有重要的地位和广泛的应用前景。
随着人们对碳纳米管结构和性质的深入研究，相信碳纳米管将会在未来的科技发展中发挥越来越重要的作用，为人类社会的进步和发展做出贡献。
碳纳米管 热导
碳纳米管热导碳纳米管是一种由碳元素组成的纳米级管状结构材料，具有很高的热导率。
在过去的几十年中，碳纳米管在热传导方面的研究取得了许多重要的突破，引起了广泛的关注和兴趣。
本文将探讨碳纳米管的热导性质及其在热传导方面的应用。
让我们了解一下碳纳米管的结构和性质。
碳纳米管是由一个或多个碳原子层通过共价键连接而成的管状结构。
它们的直径可以从几个纳米到几十个纳米不等，长度则可以达到数十微米甚至更长。
碳纳米管具有优异的热导性能，这是由于它们的晶格结构和碳原子之间的强共价键所决定的。
碳纳米管的热导性能主要取决于两个因素：结构和尺寸。
首先，碳纳米管的结构决定了其热导率。
由于碳纳米管的晶格结构具有高度的有序性，碳原子之间的共价键非常紧密，因此热量可以在碳纳米管内迅速传递。
其次，碳纳米管的尺寸也会影响其热导率。
研究表明，直径较小的碳纳米管热导率更高，这是因为较小的直径使得热量更容易通过碳纳米管传递。
碳纳米管的高热导性能使其在许多领域中具有广泛的应用潜力。
首先，碳纳米管可以用作高效的热界面材料。
热界面材料是用于改善热传导效率的材料，常用于电子器件、热管理系统等领域。
由于碳纳米管具有优异的热导性能，将其用作热界面材料可以提高设备的散热效率，从而提高设备的性能和可靠性。
碳纳米管还可以用于制备热导材料。
热导材料是指具有高热导率的材料，常用于制备高效的热导器件。
碳纳米管的高热导性能使其成为制备热导材料的理想选择。
通过将碳纳米管与其他材料结合，可以制备出具有优异热导性能的复合材料，用于制造高性能的热导器件。
碳纳米管还可以用于制备高效的热电材料。
热电材料是指可以将热能转化为电能的材料，常用于制造热电转换器件。
碳纳米管具有优异的热导性能和电导性能，在热电转换领域具有很大的潜力。
通过将碳纳米管与其他具有高热电性能的材料结合，可以制备出具有高效的热电转换性能的复合材料。
碳纳米管具有优异的热导性能，并且在热传导方面具有广泛的应用潜力。
通过研究碳纳米管的热导性质，可以深入了解其热传导机制，并为进一步开发和应用碳纳米管提供指导。
归纳并总结碳纳米管的特性
归纳并总结碳纳米管的特性碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米级管状结构材料，具有独特的物理、化学和电学特性。
它们在纳米科技领域具有广泛的应用前景。
本文将归纳并总结碳纳米管的特性，以便更好地理解和利用这一材料。
1. 结构特性碳纳米管的基本结构由碳原子以六角形排列形成，呈现出类似于由一个或多个碳层卷曲而成的管状形态。
碳纳米管可以分为单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）两种类型。
单壁碳纳米管由单层碳原子构成，而多壁碳纳米管则包含多个同心管状结构。
2. 尺寸特性碳纳米管的直径通常在1纳米至100纳米之间，长度可以从几十纳米到数微米不等。
其长度和直径比例的不同决定了碳纳米管的形态，如长棒状、管状或扁平形状。
3. 机械特性碳纳米管具有出色的力学性能，其强度和刚度是其他材料无法比拟的。
研究表明，碳纳米管的弹性模量和拉伸强度分别可以达到1000 GPa和100 GPa以上。
此外，碳纳米管还具有极高的柔韧性和耐久性。
4. 热学特性碳纳米管的热导率非常高，比钻石和铜等传统材料还要高。
这是由于碳纳米管的晶格结构和电子结构的特殊性质所决定的。
同时，碳纳米管还表现出优异的热稳定性和低热膨胀系数，使其在微电子器件的散热和封装方面具有广泛的应用潜力。
5. 电学特性碳纳米管是一种半导体材料，具有优良的电学性能。
SWCNT的导电性可分为金属和半导体两种类型，而MWCNT通常是半导体性质。
此外，碳纳米管还表现出高载流子迁移率、低电子散射率等优异特性，这使得其在纳米电子学领域具有重要的应用前景。
6. 光学特性由于碳纳米管具有一维结构和特殊的色散关系，使得其显示出独特的光学性质。
碳纳米管对可见光和红外光有很强的吸收和发射能力，具有广泛的应用潜力，如太阳能电池、光电器件和传感器等。
7. 化学特性碳纳米管具有高度的化学稳定性，能耐受高温、强酸和强碱等条件。
这使得碳纳米管可以在各种工业和科学领域中得到应用，如催化剂、储氢材料、吸附剂和纳米复合材料等。
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碳纳米管的制备、性质和应用摘要：综述了碳纳米管的研究进展，简单地介绍了单层碳纳米管和多层碳纳米管的基本形貌、结构及其表征，列举了几种主要的制备方法以及特点，介绍了碳纳米管优异的物理化学性质，以及在各个领域中潜在的应用前景和商业开发价值。
Abstract: the article reviews the study progress in nanotubes, and gives a brief introduction to single-layer carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes of their morphology, structure and characterization. At the same time ,the commonly used ways of preparation and principlesas well as the applications and research prospect of carbon nanotubes are also presented.Key words: carbon nanotubes ; preparation; application前言仅仅在十几年前，人们一般认为碳的同素异形体只有两种：石墨和金刚石。
1985年，英国Sussex大学的Kroto教授和美国Rice大学的Smalley教授进行合作研究，用激光轰击石墨靶尝试用人工的方法合成一些宇宙中的长碳链分子。
在所得产物中他们意外发现了碳原子的一种新颖的排列方式，60个碳原子排列于一个截角二十面体的60个顶点，构成一个与现代足球形状完全相同的中空球，这种直径仅为0.7nm的球状分子即被称为碳60分子1-2。
此即为碳晶体的第三种形式。
1991年，碳晶体家族的又一新成员出现了，这就是碳纳米管。
日本NEC公司基础研究实验室的Iijima教授在给《Nature》杂志的信中宣布合成了这种一种新的碳结构3。
这是继C60之后发现的碳的又一同素异形体，是碳团簇领域的又一重大科研成果。
碳纳米管(CNTs)具有较大的长径比和比表面积、较低的电阻和很高的化学稳定性，同时又可吸附适合其内径的分子，在材料科学、微电子学、电化学领域中都有重要应用。
1碳纳米管的结构碳原子sp2杂化形成关闭或开放的蜂巢状原子排列，卷曲产生管状的碳结构。
CNTs的直径为零点几纳米至几十纳米，每个单壁管侧面由碳原子的六边形组成，长度一般为几十纳米至微米级，两端由碳原子的五边形封顶，单壁碳纳米管(SWNTs)存在3种类型的结构，分别为单壁纳米管(Armchair nanotubes)、锯齿型纳米管(Zigzag nanotubes)和手性型纳米管(Chiral nanotubes)，见图14。
多层碳纳米管一般有几个到几十个SWNT同轴构成，管间距为0.34nm左右，这相当于石墨的{0002}面间距，直径约为1nm，长径比大。
图13种类型的碳纳米管CNTs的性能由它们的直径和手性角θ来确定，而这两个参数又取决于两个整数n和m 值，Ch=na1+ma2，a1和a2为CNTs一个单胞的单位矢量。
手性矢量形成了纳米管圆形横截面的圆周，不同的m和n值导致了不同的纳米管结构1,5。
2碳纳米管的制备CNTs的传统制备方法，主要有电弧放电法、化学气相沉积法、激光蒸发法。
2.1电弧放电法主要工艺是：在真空容器中充满一定压力的惰性气体或氢气，以掺有催化剂(金属镍、钴、铁等)的石墨为电极，在电弧放电的过程中，阳极石墨被蒸发消耗，同时在阴极石墨上沉积碳纳米管，从而生产出碳纳米管。
此法特点：生长快速，工艺参数较易控制，但生长温度相对较高，制备装置相对复杂，纯度和产率都较低，不适合在基片的表面直接生长定向碳纳米管，不宜批量生产。
2.2化学气相沉积法化学气相沉积法是在600~1000℃的温度及催化剂的作用下，使有机气体原料分解提供碳源来制备碳材料的一种方法。
早在20世纪50~80年代，用此方法制备碳纤维曾做了大量的工作。
1993年M.Endo利用此法，采用热分解苯蒸气成功地制备了尺寸各异的碳纳米管6。
S.Amelinckx采用金属催化热解乙炔的方法制备了形态奇特的碳纳米管7-8。
化学气相沉积法具有反应过程易于控制，装置易于设计，所用原料成本低等优越性。
用此法制备出来的碳纳米管可以有多样化的形貌，也可以控制得到直径尺寸均匀甚至取向一致的碳纳米管。
但是，由于反应温度过低，制得的碳纳米管的石墨化程度较差，有很多的缺陷，特别是制备过程中引入了催化剂颗粒，最终附着或包覆在碳纳米管之中(通常在端部)难以去除，为碳纳米管的诸多性质的表征和进一步的应用带来了困难。
2.3激光蒸发法激光蒸发法的原理是某一温度下利用等离子体或激光照射含催化剂的石墨靶，所形成的气态碳和催化剂颗粒被气流从高温区带向低温区，在催化剂的作用下生长成碳纳米管。
其一般工艺过程为在1200℃的电阻炉中，由激光来蒸发石墨靶，流动的氨气使产物沉积到水冷铜收集器上9。
这种方法易于连续生产，但产率低，且由于设备原因，生产规模得到了限制。
除此之外，人们还探索了其它一些制备碳纳米管的方法，其中包括有机气体等离子体喷射法、准自由条件生长法、凝聚相电解生成法等等1,10-12。
3碳纳米管的性质和应用碳纳米管的强度不仅高于钢，而且重量轻，并且可以重复弯曲、扭折。
其导电性可以似铜类金属，又可似硅类半导体。
导热性优于现有任何材料。
碳纳米管可以用来制作复合材料、超强电缆，未来计算机的纳米电缆，平面电视的电子枪。
因而随着研究的不断深入，必将得到广泛应用13-14。
3.1在材料科学上的应用CNTs具有独特的力学性质，理论计算表明，CNTs的拉伸强度比钢高100倍，由CNTs 悬臂梁振动测量结果可以估计出它们的杨氏模量高达1TPa左右，延伸率达百分之几，并具有良好的可弯曲性，SWNTs可承受扭转形变并可弯成小圆环，应力卸除后可完全恢复到原来状态，压力不会导致CNTs的断裂2,15-16。
优良的力学性能使得CNTs在增强复合材料方面具有广阔的应用前景。
王淼等把碳纳米管用于金属表面复合镀层，获得超强的耐磨性（比轴承钢高100倍）和自润滑性（摩擦系数0.06~0.1），而且该复合镀层还具有高稳定性和耐腐蚀等优点17。
此外碳纳米管具有较高的长径比、纳米尺度的尖端可与被观察物体进行软接触等优点，用作电子显微镜的探针，可极大提高显微镜的分辨率。
Nafner等采用化学气相沉积法直接在硅尖端生长碳纳米管，用作原子力显微镜探针，可得到较高分辨率的生物大分子照片，对生物及医学的研究具有非常意义18-19。
3.2在微电子学中的应用在微电子学中人们一直设想能否用单个的分子来作为器件的组员，因为单分子组员将会是集成电路的极限。
碳纳米管的电子输运性能的研究使这个问题的解决出现了希望。
1998年，荷兰的Dekker研究小组首光用单根单层碳纳米管做出了场效应晶体管。
他们发现：两个电极之间放置一半导体性碳纳米管，流经此管的电流受到附近的另一电极电压的控制，表现出明显的三极管效应，并且这个三极管可以在常温工作20。
接着在1999年，他们又从实验上证实：如果碳纳米管管壁上存在五元环七元环对，则此两端碳纳米管的手性不同，从而表现出金属-半导体连接。
这种连接可以用作整流二极管21。
另外一种途径是利用碳纳米管力学性能与电输运性能之间的联系来调节其性能：如用SPM针尖使碳纳米管发生形变从而使其电性能发生变化22。
3.3在电化学中的应用23在传感器方面7，由于CNTs电子传输和结点处由温差导致的电位差对影响注入电子量的物质很敏感，故其在化学传感器领域里的潜在应用价值引起了人们的关注。
对于一些生物分子，CNTs传感器的灵敏度很高。
CNTs修饰电极和传统石墨电极相比，有更小的ΔEp、更高的氧化电流、更好的可逆性和灵敏性。
CNTs与生物分子有良好的兼容性，同时其纳米尺寸适用于生物传感器。
加入银纳米颗粒的玻碳电极可以自动的用来检测维生素C、多巴胺和尿酸，并且检测的线性范围宽，灵敏度高24。
附着有抗体的MWCNT可以用来检测病原体，快速准确25。
在燃料电池领域，CNTs主要用作催化剂载体26和储氢材料。
作为催化剂载体，CNTs具有极大的比表面积和良好的导电性，可吸附大小适合其内径的分子，因此CNTs被认为是一种良好的催化剂载体。
CNTs作为催化剂Pt的载体，使单位电极面积上含Pt量增加，对反应速率有明显的促进作用27。
作为储氢材料，在高能量密度充电电池和氢能燃料电池中，储氢材料要求具有较高的储存量，能够完成反复进行吸储氢和释放氢的可逆过程，而且可逆循环次数必须足够多。
科研工作者普遍认为CNTs具有较高的储氢量，能够反复进行吸储氢和释放氢的可逆过程，具有比活性炭更大的比表面积，并且有大量微孔，因此是最好的储氢材料。
储氢过程中首先进行的是物理吸附，当氢达到一定浓度后，有一部分氢分子开始通过CNTs表面的微孔或沟槽及两端的开口，向CNTs的层间扩散，以进行更深层次的化学吸附6,28。
作超级电容器材料，从储存电能的机理来讲，电化学双电层电容器的储能机理是基于碳电极/电解液界面上电荷分离所产生的双电层电容。
CNTs作为一种新型的纳米材料，由于其独特的中空结构和纳米尺寸以及巨大的比表面积和良好的导电性，而被认为是超级电容器的理想候选材料。
由于碳纳米管具有开放的多孔结构，并能在与电解质的交界面形成双电层，从而聚集大量电荷，功率密度可达8000W/kg。
其在不同频率下测得的电容容量分别为102F/g(1Hz)和49F/g(100Hz)。
碳纳米管超级电容器是已知的最大容量的电容器，存在着巨大的商业价值29。
作为储锂材料，理想的电池材料应具有比容量高、充电时间短及循环时间长等性能。
其中，电池容量由电极材料嵌入化合物的饱和浓度决定。
对于CNTs而言，如果范德华空间层内、管内及中心等间隙足够让锂离子嵌入，则上面的各种良好性能要求均能得到满足。
研究显示，CNTs显示出高的可逆比容量。
由于MWNTs具有较大的比表面积，可有效缓冲锡及其合金与锂反应时产生的体积变化，提高锂离子电池的电化学容量20,27。
3.4其他特性及应用由于碳纳米管作为信息写入及读出探头，其信息写入及读出点可达1.3nm(当存储信号的斑点为10nm时，其存储密度为1012bits/cm2，称其为超高密度，比目前市场上的商品高4个数量级)，从而实现信息的超高密度存储，该技术将会给信息存储技术带来革命性变革30。
CNTs可用作模板，合成纳米尺度的复合物27,31。
低表面张力的液态S、Cs、Rb、V2O5、Se、PbO、Bi2O3可进入CNTs的孔内形成复合纤维。