碳纳米管及其应用研究
碳纳米管在传感器中的应用
碳纳米管在传感器中的应用随着科技的不断进步，纳米材料在各个领域的应用越来越广泛。
碳纳米管作为一种重要的纳米材料，因其优异的电学、热学和力学性能，在传感器领域中展现出了巨大的潜力。
本文将探讨碳纳米管在传感器中的应用，并深入分析其优势和挑战。
一、碳纳米管传感器的基本原理碳纳米管可以视为一种管状结构的碳材料，具有高度的柔性和导电性。
其应用于传感器领域的基本原理是利用碳纳米管对外界环境的响应产生电学信号。
一方面，碳纳米管的界面活性使其对环境中的气体、湿度、温度等物理和化学参数敏感；另一方面，碳纳米管的高导电性使其能够快速传导电荷，进而转化为可测量的电信号。
通过测量电信号的变化，可以获取到环境的信息。
二、碳纳米管传感器的应用领域1. 气体传感器由于碳纳米管的高度敏感性和快速响应特性，它在气体传感器领域中有着广泛的应用。
利用碳纳米管对特定气体分子的吸附和解吸过程的敏感性，可以制造出高灵敏度、高选择性的气体传感器。
这些传感器在环境监测、工业安全和生物医学等领域发挥了重要作用。
2. 生物传感器碳纳米管在生物传感器中的应用也备受瞩目。
由于碳纳米管的高度生物相容性和大比表面积特性，它可以用于检测生物分子的存在和浓度。
例如，基于碳纳米管的DNA传感器可以快速准确地检测到特定的DNA序列，对于基因检测和疾病诊断具有重要意义。
3. 环境监测传感器碳纳米管传感器在环境监测领域中也扮演着重要角色。
由于其高度灵敏的特性，可以监测空气污染物的浓度、土壤中的有毒物质和水中的重金属等。
这些信息的获取对于环境保护和健康风险评估具有重要意义。
三、碳纳米管传感器的优势和挑战1. 优势碳纳米管传感器具有高灵敏度、高选择性和快速响应的特点，可以实现对不同环境参数的准确测量。
此外，碳纳米管还具有良好的稳定性和可重复性，使得传感器具有较长的使用寿命。
2. 挑战碳纳米管传感器面临着一些挑战。
首先，制备高质量的碳纳米管材料是必要的，这需要解决碳纳米管合成的成本和规模化生产的难题。
碳纳米管的性质与应用
研究碳纳米管的发光性质从其发光位置着手 研究。单壁纳米碳管的发光是从支撑纳米碳管的 金针顶附近发射的，并且发光强度随发射电流的 增大而增强；多壁纳米碳管的发光位置主要限制 在面对着电极的薄膜部分，发光位置是非均匀的， 发光强度也是随着发射电流的增大而增强。碳纳 米管的发光是由电子在与场发射有关的两个能级 上的跃迁而导致的。研究表明单壁纳米碳管的光 吸收随压力的增大而减弱，其原因在于压力的变 化会导致纳米碳管对称性的改变。
碳纳米管的性质与应用
应化0804 报告人：赵 开
主要内容
碳纳米管的简介
碳纳米管的性质
碳纳米管的应用 碳纳米管的展望
碳纳米管的简介
碳纳米管（CNT）是碳的同素异形体 之一，是由六元碳环构成的类石墨平面卷 曲而成的纳米级中空管，其中每个碳原子 通过SP2杂化与周围3个碳原子发生完全键合。 碳纳米管是由一层或多层石墨按照一定方 式卷曲而成的具有管状结构的纳米材料。 由单层石墨平面卷曲形成单壁碳纳米管 （SWNT），多层石墨平面卷曲形成多壁碳 纳米管（MWNT）。
碳纳米管的展望
由于碳纳米管具有非常好的性能，其 尺寸又处于纳米级，因而具有很好的应用 前景，受到了多个领域研究者的广泛关注。 随着其应用研究的进展，势必引起一场科 技革命的新突破，并带动一系列相关高科 技产业的兴起与发展。在不久的将来，基 于碳纳米管的多种现代化产品将会真正进 入我们的生活，对社会的发展势必将起到 极大的推动作用。
碳纳米管在电磁学领域的应用：
碳纳米管具有良好的导电性，是一种可用于制备修饰 电极和电化学传感器的优良材料。将碳纳米管对传统电极 进行修饰可以降低氧化过电势，增加峰电流，从而改善分 析性能，提高方法选择性和灵敏度。因此，碳纳米管作为 修饰电极材料已广泛应用于分析化学领域。利用碳纳米管 的场致电子发射性能可用于制作平面显示装置，使之更薄、 更省电，从而取代笨重和低效的电视和计算机显示器。碳 纳米管的优异场发射性能还可使其应用于微波放大器、真 空电源开关和制版技术上，可用于大规模集成电路、超导 线材、超电容器，也可用于电池电极和半导体器件。碳纳 米管的直径比以往用的针尖小得多，用碳纳米管作为扫描 探针能大大提高其分辨率。利用碳纳米管的金属导电性和 半导体性能，碳纳米管还被用于制作分子级开关、半导体 器件等。
碳纳米管的亲疏
碳纳米管的亲疏碳纳米管是一种具有特殊结构和性质的纳米材料，因其独特的亲疏性在许多领域都有广泛应用。
本文将介绍碳纳米管的亲疏性及其在不同领域的应用。
一、什么是碳纳米管碳纳米管是由碳原子构成的纳米管状结构，具有直径纳米级别、长度可达微米级别的特点。
根据结构形式的不同，碳纳米管可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
在碳纳米管的结构中，碳原子以六角形方式连接，形成了稳定的管状结构。
二、碳纳米管的亲性1. 疏水性碳纳米管表面由于碳纳米管内部和外部的原子结构，其表面呈现出疏水性。
由于其表面的疏水性，碳纳米管对于水分子有排斥作用。
2. 亲水性碳纳米管的亲水性主要表现在其内部的通道结构中，通道的内部可以与水分子形成氢键，使得碳纳米管对于水分子有亲和力。
三、碳纳米管的应用领域1. 生物医学领域由于碳纳米管的独特结构和良好的生物相容性，它被广泛应用于生物医学领域。
碳纳米管可以用作生物传感器、药物运输载体、组织工程等方面。
在药物传递方面，由于碳纳米管具有良好的载药能力和温敏性，可以实现药物的定向释放和靶向治疗。
2. 环境治理碳纳米管在环境治理中也有重要应用。
碳纳米管可以作为吸附剂吸附重金属离子、有机物等污染物质，从而净化水体和土壤环境。
此外，碳纳米管还可以作为催化剂催化有机废气等。
3. 功能材料由于碳纳米管具有优异的电、热、力学性能，它被广泛应用于电子、能源等领域。
碳纳米管可以用于制备电池、超级电容器、导电薄膜等功能材料。
4. 纳米电子器件碳纳米管的亲疏性使其成为制备纳米电子器件的理想材料。
碳纳米管可以用于制备场效应晶体管、光电二极管、柔性显示器等纳米电子器件。
5. 复合材料碳纳米管可以与其他材料进行复合，形成性能优良的复合材料。
碳纳米管被广泛用于制备高性能的复合材料，如碳纳米管增强的高强度塑料、碳纳米管增强的复合导电材料等。
结语碳纳米管的亲疏性使其在多个领域具有广泛应用。
生物医学、环境治理、能源电子等领域都能发挥碳纳米管的独特作用。
碳纳米管在传感器方面的应用研究
碳纳米管在传感器方面的应用研究近年来，随着科技的迅速发展，传感器技术得到了广泛的应用，尤其是在环境监测、生物医学等领域。
在各种传感器材料中，碳纳米管由于其卓越的电学性能、化学稳定性和高的比表面积等特性而被广泛关注。
本文将详细探讨碳纳米管在传感器方面的应用研究。
一、碳纳米管的基本特性碳纳米管是一种由碳原子构成的管状物质，直径为纳米级别，分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两种。
单壁碳纳米管具有显著的导电性、热导率和机械强度，因此在电子学、光学和生物医学工程等领域得到了广泛的应用。
多壁碳纳米管具有高的比表面积和活性，可用于催化和传感。
二、碳纳米管传感器的基本原理碳纳米管传感器是将碳纳米管作为传感元件的一种传感器。
其基本原理是利用碳纳米管的表面反应特性，与分子之间的作用进行反应，导致其电学性能发生变化。
此外，由于碳纳米管本身的导电性能优异，使其能够转化微弱的信号，从而实现对环境参数的测量。
三、碳纳米管传感器在环境监测中的应用1.化学气体传感器。
由于碳纳米管的高的比表面积和活性，其表面与化学气体相互作用的能力强。
因此，将碳纳米管纳米材料作为传感元件可用于气体的检测。
例如，利用多壁碳纳米管制备的气体传感器，能够检测到微量的氨气，这对于环境监测和空气质量控制具有重要意义。
2.生物分子传感器。
由于碳纳米管的高比表面积和导电性能，可以将其用于生物分子的检测。
例如，利用碳纳米管制备的DNA传感器可以快速、灵敏地检测到DNA序列，并且可以在生物医学和环境监测等领域得到广泛的应用。
四、碳纳米管传感器在医学领域中的应用单壁碳纳米管作为一种理想的生物医学传感器材料，其可用于诊断、治疗和监控等方面。
例如，单壁碳纳米管可以用作医用成像剂、药物递送载体和细胞成像的传感器。
该传感器可以有效地识别癌细胞和控制肿瘤的生长，对于肿瘤的治疗具有很大的潜力。
五、碳纳米管传感器的应用前景碳纳米管传感器以其优越的电学性能、高的比表面积和化学稳定性在环境监测、生物医学等领域得到广泛应用，尤其是在疾病的早期诊断和治疗中有着巨大的优势。
碳纳米管在硅橡胶中的应用研究
碳纳米管在硅橡胶中的应用研究碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)是一种新型的材料，具有轻质、结构简单、韧性强等优点，可在不同的研究当中得到广泛应用。
碳纳米管在硅橡胶中的应用就是其中一个研究方向，它具有令人满意的物理性能，特别是其耐高温特性，可用来进行润湿保护硅橡胶，并帮助减少噪声、减少温度的变化和改善设备的性能。
因此，研究碳纳米管在硅橡胶中应用的技术可以满足目前社会发展的需求，使硅橡胶具有更好的使用性能。
首先，在硅橡胶中添加碳纳米管，需要对碳纳米管的品种和浓度进行选择。
根据硅橡胶的使用性能要求，选择合适的碳纳米管品种和浓度，以满足不同场合的要求。
其次，硅橡胶与碳纳米管的混合。
在实验前，建议先准备好两种成分的分散液，均匀的混合硅橡胶和碳纳米管，即可得到所需要的碳纳米管/硅橡胶复合物。
接下来，就是碳纳米管/硅橡胶的拉伸性能测试。
通过新型的实验设备，可以模拟不同的环境条件，如高温、低温、湿度等，来进行碳纳米管/硅橡胶复合物的拉伸性能测试。
在实验过程中，需要精细控制实验条件，对拉伸过程进行实时监测，然后收集实验数据，结合理论模拟，以获得最准确的实验结果。
最后，根据实验结果，分析CNT/硅橡胶复合物的性能调控方法。
在此时，需要根据实验结果，分析其复合物的性能特点，如耐高温、耐冲击、润湿保护等，以及影响复合物性能的因素，如碳纳米管的种类和浓度、混合均匀程度等。
由此，可以总结出适合当前场合的性能调控方案，以获取更优质的使用性能。
总之，碳纳米管在硅橡胶中的应用可以使硅橡胶拥有更优质的物理性能。
研究者需要根据实验结果，对碳纳米管/硅橡胶复合物的性能进行分析，从而提出适用于当前环境的性能调控方案。
碳纳米管的力学性能研究
碳纳米管的力学性能研究碳纳米管是石墨烯卷曲而成的空心圆柱体，具有许多优异的力学性能，因此在纳米科技领域备受关注。
本文将就碳纳米管的力学性能进行研究和讨论。
第一部分：碳纳米管的力学性质1. 碳纳米管的弯曲强度：研究表明，碳纳米管的弯曲强度非常高，可以承受较大的外力而不易断裂。
这得益于其高度结晶的晶格结构以及碳原子之间的强键结合。
2. 碳纳米管的拉伸强度：碳纳米管的拉伸强度也是其重要的力学性能之一。
实验研究发现，碳纳米管的拉伸强度可以达到数百至数千GPa，高于大多数其他材料的强度值。
3. 碳纳米管的弹性模量：碳纳米管的弹性模量决定了其在变形时的回复能力。
理论计算表明，碳纳米管的弹性模量可以超过1 TPa，远高于传统材料如钢铁和铝。
第二部分：碳纳米管的应用1. 碳纳米管在纳米机械领域的应用：碳纳米管的优异力学性能使其成为纳米机械领域中的理想候选材料。
例如，在纳米机器人的制造中，碳纳米管可以用作结构支撑，以确保纳米机器人的强度和稳定性。
2. 碳纳米管在强化复合材料中的应用：由于碳纳米管具有优异的强度和刚度，它可以用来增强传统的复合材料，如玻璃纤维和聚合物基复合材料。
这样的复合材料在航空航天和汽车制造等领域有广泛的应用。
3. 碳纳米管在生物医学领域的应用：碳纳米管还可以用于生物医学领域。
其高度结晶的结构和生物相容性使其成为药物传输和组织工程等方面的理想材料。
第三部分：碳纳米管的挑战和未来发展1. 残余应力：在制备碳纳米管过程中，由于温度和压力的影响，碳纳米管内部常常存在残余应力。
这种残余应力可能导致碳纳米管的力学性能下降，因此需要进一步研究和解决。
2. 大规模制备：目前，碳纳米管的大规模制备仍然面临挑战。
高成本和制备工艺的复杂性限制了碳纳米管的广泛应用。
随着技术的进步和研究的深入，相信碳纳米管在未来的应用领域中将会有更大的突破和发展。
我们可以期待碳纳米管的力学性能研究为纳米科技和材料科学领域带来更多的创新和应用。
基于碳纳米管及其复合材料的柔性应变传感器研究进展
基于碳纳米管及其复合材料的柔性应变传感器研究进展目录一、内容概述 (2)二、碳纳米管及复合材料的概述 (2)1. 碳纳米管的基本性质 (3)2. 碳纳米管复合材料的制备 (4)3. 碳纳米管及其复合材料的应用领域 (5)三、柔性应变传感器的原理及发展现状 (6)1. 柔性应变传感器的基本原理 (8)2. 柔性应变传感器的发展现状 (9)四、基于碳纳米管及其复合材料的柔性应变传感器研究进展 (10)1. 碳纳米管柔性应变传感器的研究现状 (11)（1）制备工艺研究 (13)（2）性能研究 (14)2. 碳纳米管复合材料柔性应变传感器的研究进展 (15)（1）复合材料的类型及性能特点 (17)（2）传感器的制备工艺优化 (18)（3）应用研究及成果展示 (18)五、面临的挑战与展望 (20)1. 目前研究面临的挑战分析 (21)2. 未来发展趋势及展望分析 (22)一、内容概述柔性应变传感器作为一种新型的传感器技术，具有结构简单、响应速度快、灵敏度高、抗干扰能力强等优点，在工程测量、生物医学、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
基于碳纳米管及其复合材料的柔性应变传感器研究取得了显著的进展。
本文将对这一领域的研究现状进行梳理，重点关注碳纳米管及其复合材料在柔性应变传感器中的基础研究、制备方法、性能优化以及应用实例等方面的最新进展。
通过对国内外相关研究成果的分析和对比，总结了目前该领域的主要研究方向和发展趋势，为进一步推动柔性应变传感器的研究与应用提供参考依据。
二、碳纳米管及复合材料的概述碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是一种具有独特结构和优异性能的一维纳米材料。
由于其高导电性、高热导率、高机械强度以及良好的化学稳定性，CNTs在电子、传感器、复合材料等领域得到了广泛的应用。
基于碳纳米管的柔性应变传感器因其高灵敏度、良好的机械柔韧性和稳定性受到了研究者们的广泛关注。
随着科技的进步，单一的碳纳米管在某些应用场景中可能难以满足复杂多变的需求，于是人们通过一定的工艺和技术，将碳纳米管与其他材料相结合，形成复合材料。
碳纳米管在药物递送中的应用
碳纳米管在药物递送中的应用药物的递送一直是一个难题，尤其是能够作用于特定部位并发挥最大效果的药物递送。
碳纳米管（CNT）作为一种新型的材料，已经在药物递送领域展现了重要的应用前景。
本文将从CNT的性质、药物递送机制、应用实例等方面进行探讨，以期更好地理解CNT在药物递送中的应用。
一、CNT的性质CNT是碳原子形成的管状结构，一般分为单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）。
它们具有以下几点性质：1. 高度强度：CNT的强度比钢还高，但重量只有其三分之一。
2. 纳米尺寸：CNT直径只有数纳米，与生物分子大小相当。
3. 长度可控：CNT的长度可以通过合成方法控制。
4. 孔隙：CNT内部可以作为通道穿过物质。
5. 表面活性：CNT表面的化学反应性非常强，因为CNT不是一种完美结构。
以上这些性质使得CNT在药物递送中有利于达到特定部位和发挥最大效果。
二、药物递送机制碳纳米管的应用在于其能够将药物的目标性极大地增强，同时降低药物的毒性和副作用。
CNT的结构允许分子在其表面吸附，或者作为内部空间穿越的通道。
在药物递送中，药物通过和CNT结合进入生物体内，药物能够更快更有效地到达病变部位。
同时，CNT还可以被用来包装药物，进一步提高药物的稳定性，降低药物的毒性和副作用，同时延长其储存期。
这种药物包装技术利于药物在生物体内的运输，并可以针对不同的药物使用不同的CNT包装方式。
三、CNT在药物递送中的应用CNT在药物递送中已经得到广泛的应用。
以下列举几个例子：1. 肿瘤治疗：CRC-MWCNT，一种CNT包装的药物，被证实可以增强肿瘤细胞对化疗药物的响应。
同时，CRC-MWCNT可以在肿瘤细胞上的表面停留更久，从而提高治疗效果，同时减少对身体其他部位和组织的影响。
2. 抗炎药物递送：CNT可以用于包装和输送非甾体抗炎药，例如青霉素酸钠和阿司匹林。
CNT不但可以使药物更好地到达病变部位，而且能够减轻药物对健康组织的危害和副作用。
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碳纳米管及其应用研究
发表时间：
2010-04-01T22:01:32.700Z 来源：《中小企业管理与科技》2010年2月下旬刊供稿 作者： 成尔军
[导读] 一般认为，在碳纳米管表面引入一些电活性基团，经过活化才能有较好的电化学响应
成尔军
(盐城市产品质量监督检验所)
摘要：碳纳米管的发现是碳团簇领域的又一重大科研成果，本文探讨了碳纳米管的结构、特性、活化方法，评述了这种纳米尺寸的新型碳
材料在电化学器件、氢气存储、场发射装置、碳纳米管场效应晶体管、催化剂载体、碳纳米管修饰电极领域的应用价值，展望了碳纳米管
的介入对全球性物理、化学及材料等学科界所带来的美好前景。
关键词：碳纳米管
结构 性质 应用
1
碳纳米管的发现
1991
年，日本NEC科学家Iijima在制取C60的阴极结疤中首次采用高分辨隧道电子显微镜(HRTEM)发现一种外径为515nm、内径
213nm
、仅由两层同轴类石墨圆柱面叠合而成的碳结构。进一步的分析表明，这种管完全由碳原子构成，并看成是由单层石墨六角网面以
其上某一方向为轴，卷曲
360°而形成的无缝中空管。相邻管子之间的距离约为0.34nm，与石墨中碳原子层与层之间的距离0.335nm相近，
所以这种结构一般被称为碳纳米管，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[1]。
2
碳纳米管的结构
碳纳米管（CNT）又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维
量子材料。它是由单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷绕而成的无缝、中空的
“微管”，每层由一个碳原子通过sp2杂化与周围3
个碳原子完全键合后所构成的六边形组成的圆柱面。根据形成条件的不同，碳纳米管存在多壁碳纳米管
(MWNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs)
两种形式。
MWNTs一般由几层到几十层石墨片同轴卷绕构成，层间间距为0.34nm左右，其典型的直径和长度分别为 2-30nm0.1-
50μm.SWNTs
由单层石墨片同轴卷绕构成，其侧面由碳原子六边形排列组成，两端由碳原子的五边形封顶。管径一般从10-20nm，长度一
般可达数十微米，甚至长达
20cm[2]。
3
碳纳米管的活化
一般认为，在碳纳米管表面引入一些电活性基团，经过活化才能有较好的电化学响应。活化的方法一般分为两类：①在制成电极前对
碳纳米管进行活化，包括在气相中用空气或等离子体氧化或用酸
(主要是浓HNO3)氧化。以浓HNO3处理碳纳米管的方法是：将碳纳米管在
浓硝酸中浸泡
10小时后，100℃浓硝酸回流5-6小时。再将得到的悬浊液离心分离、烘干，得到粉末状开管硝基化的碳纳米管。取1mg分散
至
3ml的N-N-二甲基甲酰胺（DMF）中，超声分散15分钟，备用。②制成电极后，用电化学方法进行活化，即将碳纳米管电极在一定溶液
中
(如磷酸盐缓冲溶液)于一定电位范围内循环扫描。经过活化以后，根据所用介质的不同，可以在碳管表面引入含氧、甚至含硫的基团，一
般包括羟基、羰基、羧基、酚类和醌类化合物等，这些电活性基团可以催化或促进其他物质的电子传递反应。
4
碳纳米管的性质
4.1
奇异的导电性 碳纳米管的性质与其结构密切相关。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。理论
预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当
CNTs的管径大于6mm时，导电性能下降；当管径小于6mm时，CNTs可以被看成具有良
好导电性能的一维量子导线。
4.2
优异的力学性质 除了奇特的导电性质之外，碳纳米管还有非凡的力学性质。理论计算表明，碳纳米管应具有极高的强度和极大
的韧性。由于碳纳米管中碳原子间距短、单层碳纳米管的管径小，使得结构中的缺陷不易存在，因此单层碳纳米管的杨氏模量据估计可高
达
5太帕，其强度约为钢的100倍，而密度却只有钢的1/6。因此，碳纳米管被认为是强化相的终极形式，人们估计碳纳米管在复合材料中的
应用前景将十分广阔。
4.3
良好的热学性能 一维管具有非常大的长径比，因而大量热是沿着长度方向传递的，通过合适的取向，这种管子可以合成高各向
异性材料。虽然在管轴平行方向的热交换性能很高，但在其垂直方向的热交换性能较低。纳米管的横向尺寸比多数在室温至
150℃电介质的
品格振动波长大一个量级，这使得弥散的纳米管在散布声子界面的形成中是有效的，同时降低了导热性能。适当排列碳纳米管可得到非常
高的各向异性热传导材料。
4.4
优良的储氢性能 碳纳米管的中空结构，以及较石墨(0.335nm)略大的层间距(0.343nm)，是具有更加优良的储氢性能，也成为科
学家们关注的焦点。
1997年，A. C. Dillon对单壁碳纳米管(SWNT)的储氢性能做了研究，SWNT在0℃时，储氢量达到了5%。DeLuchi指出:
一辆燃料机车行驶
500km，消耗约31kg的氢气，以现有的油箱来推算，需要氢气储存的重量和体积能量密度达到65%和62kg/m3。这两个
结果大大增加了人们对碳纳米管储氢应用前景的希望。
5
碳纳米管的应用
由于碳纳米管具有优良的电学和力学性能，被认为是复合材料的理想添加相。碳纳米管作为加强相和导电相，在纳米复合材料领域有
着巨大的应用潜力。
5.1
电化学器件 碳纳米管具有非常高的比表面积、导电性能和良好的机械性能，是电化学领域所需的理想材料。碳纳米管电容器具有
非常好的放电性能，能在几毫秒的时间内将所存储的能量全部放出，这一优越性能已在混合电力汽车中开始实验使用。由于可在瞬间释放
巨大电流，为汽车瞬间加速提供能量，同时也可用于风力发电系统稳定电压和小型太阳能发电系统的能量存储。锂离子电池是碳纳米管应
用研究领域之一。碳纳米管锂离子电池容量大，放电速度快，充放电容量达到
1000mA.h/g，大大高于石墨（372mA.h/g）和球磨石墨粉
（
708mA.h/g）。
5.2
氢气存储 碳纳米管储氢是具有很大发展潜力的应用领域之一，室温常压下，约2/3的氢能从碳纳米管中释放出来，而且可被反复
使用。碳纳米管储氢材料在燃料电池系统中用于氢气存储，对电动汽车的发展具有非常重要的意义，可取代现用高压氢气罐，提高电动汽
车安全性。
5.3
场发射装置 学术和工业界对碳纳米管电子器件的研究主要集中在场发射管（电子枪），其主要可应用在场发射平板显示器
（
FED）、荧光灯、气体放电管和微波发生器。碳纳米管平板显示器是最具诱人应用潜力和商业价值的领域之一。
5.4
碳纳米管场效应晶体管 碳纳米管场效应晶体管的研制成功有力地证实了碳纳米管作为硅芯片继承者的可行性。尤其是目前，在科
学家再也无法通过缩小硅芯片的尺寸来提高芯片速度的情况下，纳米管的作用将更为突出。
5.5
催化剂载体[3]碳纳米管由于尺寸小，比表面积大，表面的键态和颗粒内部不同，表面原子配位不全等导致表面的活性位置增加，
是理想的催化剂载体材料。
5.6
碳纳米管修饰电极 碳纳米管对生物分子活性中心的电子传递具有促进作用，能够提高酶分子的相对活性。与其它碳电极相比，碳
纳米管电极由于其独特的电子特性和表面微结构，可以大大提高电子的传递速度，表现出优良的电化学性能。蔡称心等
[4]报道了HRP在碳
纳米管
(CNT)修饰GC电极表面的固定及直接电化学。尹峰等[5]将多壁碳纳米管和聚丙烯胺层层自组装制得葡萄糖生物传感器，其灵敏度
高，抗干扰能力强。
正因为碳纳米管与生物材料有着特殊的相互作用，人们已经将碳纳米管应用到化学及生物分析中，目前国内外已有很多学者对碳纳米
管在生物传感器领域的应用进行了大量的理论和实践研究，并取得了突破性的进展，充分显示了碳纳米管作为新型电极材料的应用前景。
参考文献
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