碳納米材料是指至少有壹個維度的分散相尺度小於 100 nm 的碳元素。分散相可以由碳原子或異質原子（非碳原子），甚至納米孔組成。碳納米材料主要包括三種類型：碳納米管、碳納米纖維和碳納米球。
碳納米材料是壹個比較籠統的說法，可以是碳納米管、碳納米纖維等，因此兩種說法既有區別又有聯系。
碳納米材料簡介
近年來，碳納米技術研究相當活躍，各種碳納米晶、針、棒、桶等層出不窮。2000年德國和美國科學家還制備出壹種由20個碳原子組成的空心籠狀分子。根據理論推算，含有20個碳原子的C60分子僅由正五邊形組成，是富勒烯類結構中最小的分子，考慮到原來在組合之間的角度、強度等問題，人們壹直認為這種分子很不穩定，難以存在。德美科學家制備出 C60 籠狀分子，解決了材料科學領域的壹個重要研究課題。碳納米材料中的碳納米纖維、碳納米管等新型碳材料具有許多優異的物理和化學性質，被廣泛應用於許多領域。碳元素是自然界中存在的與人類關系最密切的重要元素之壹，它具有SP、SP2、SP3雜化的多樣化電子軌道特性，此外SP2的各向異性導致晶體的各向異性和其他排列的各向異性。因此，以碳為唯壹組成元素的碳材料具有各種各樣的性質，新的碳相和新的碳材料也在不斷被發現和人工生產出來。事實上，沒有任何壹種元素能像碳這種單壹元素壹樣，可以形成如此多結構和性質完全不同的物質，如三維金剛石晶體、二維石墨薄片、壹維碳和碳納米管、零維富勒烯分子等。表 1 舉例說明了碳的化學鍵及其形成的各種典型有機相、無機相和碳相。表 1 碳的化學鍵及其形成的化合物和碳相 結合模式 *** 價鍵 離子鍵 金屬鍵 範德華力 分子鍵 Sp 雜化 SP2 雜化 SP3 雜化 Sp SP2 SP3 雜化 雜交 混合 配位數 234 不定式 6、8、12 平均 C-C 間距（毫米） 0.1210.1330.142 0.154 0.1190.124 0.335 結合能 kj/mol463520 典型示例 有機或無機 乙烯（C2H2） 乙炔（C2H4） 苯（C6H6） 金剛烷（C10H16） 環十二烷（C12H18） (CF) n, SiC, B4C CaC2Fe3CAl4C3 分子性 層間化合物（C8K 等。碳相（聚亞烷基累積烯碳烯（六方晶體棱柱晶體 C60） 石墨（面內）（立方晶體、六方晶體） n-金剛石 金剛石過渡態（各種碳材料） C60 石墨（層間） 碳相 C2 至 C20 中尚未確定的碳分子 1-石墨 3d-sp2bct -4 聚亞苯基 6H-diamond BC-8 碳化石墨炔 Sc , bcc、表 2 碳質功能材料的類型 Sic C CN 零維 壹維 二維 三維 無定形物質 3c -Sic6h -Sic 富勒烯 納米管 碳烯 碳纖維 石墨 石墨 石墨烯 金剛石 無定形碳 金剛石 碳 β-C3N4 制備方法 升華和再結晶 CVDLPEMBE 熱 CVD 燒蝕放電 堿處理放電 氟化氫分解 熱 CVD 加熱 蒸發法 燒蝕法 高壓合成法 CVD 法 燒蝕法高壓合成法 CVD 法 CVD 法 PVD 法 濺射法 等離子體法 離子束濺射法 燒蝕法 形態 單晶塊狀薄膜 單晶薄膜 分子纖維 分子纖維 微晶單晶定向結晶 微晶 單晶 顆粒狀薄膜 非晶薄膜 團狀纖維 微晶 特性 高強度 耐環境半導體 半導體催化功能 強磁性 超導性 導電性 高強度 催化功能 導電性 催化功能 插入性 高硬度 高導熱性 高耐熱性 耐磨性和耐腐蝕性 高硬度 耐腐蝕性 導電性 高硬度（預測） 用途 電力-電子材料 超潤滑材料 超高強度材料 超高強度材料 超高強度材料 超高強度材料電子材料 超潤滑材料 非線性光學材料 超輕材料 超高強度材料 高能材料 電極材料 X 射線光學材料 超潤滑材料 高頻材料 電力電子材料 超潤滑材料 電極材料 保護塗層 催化劑載體 科學家逐漸發現，碳材料在硬度方面優於其他材料、光學性能、耐熱性、耐輻射性、耐化學性、電絕緣性、導電性、表面和界面性能等方面都優於其他材料。可以說，碳材料幾乎包括了地球上所有的材料...... >>
什麽是宏觀碳材料和納米碳材料，它們之間有什麽區別？
宏觀：石墨 金剛石
納米：石墨烯（目前最熱門的研究）碳60（C60）等
區別：可以把石墨看成是壹層碳分子，分子層之間也存在相互作用力，而石墨烯呢，就是從分子層中提取出來的，這樣由於低配的作用，分子間的作用力發生了變化（具體為：成鍵）。這將導致納米級石墨烯產生壹系列尺寸效應，如楊氏模量變大、熔點降低、拉曼光譜偏移等。
碳納米管有哪些優點
碳納米管是壹維納米材料，重量輕，六方結構連接完美，具有許多優越的力學、電學和化學特性。碳納米管的獨特結構造就了其許多特殊的物理和化學特性。構成碳納米管的 C=C *** 價鍵是自然界中最穩定的化學鍵，因此它使碳納米管具有非常優越的機械性能。理論計算表明，碳納米管具有極高的強度和韌性。理論計算表明，碳納米管具有極高的強度和極強的韌性，其楊氏模量的理論估計值可達 5TPa。科學家首次利用 TEM 測量了多壁碳納米管在室溫到 800 度溫度變化範圍內的均方根振幅，從而推斷出多壁碳納米管的平均楊氏模量約為 1.8Tpa。碳納米管無論是強度還是韌性，都遠遠優於任何纖維，被譽為未來的 "超級纖維"。纖維"。科學家預測，碳納米管有可能成為壹種新型的高強度碳纖維材料，既具有碳材料的獨特性質，又具有金屬材料的導電導熱性、陶瓷材料的耐熱耐腐蝕性、紡織纖維的可編織性，以及高分子材料的輕質、易加工性。使用碳納米管作為復合材料，可以表現出良好的強度、彈性、抗疲勞性，可以預見，碳納米管的加入將可能給復合材料性能帶來質的飛躍。利用納米管制造復合材料的研究首先是在金屬基體上進行的，如鐵/碳納米管、鋁/碳納米管、鎳/碳納米管、銅/碳納米管等。近年來，碳納米管復合材料的研究重點已轉向聚合物/碳納米管復合材料，如在輕質高強材料中使用碳纖維作為增強材料，碳納米管的力學性能及其小直徑和大長徑比將帶來更好的效果。
什麽是碳納米纖維技術
（nanotechnology 納米技術）
其實，它是壹種利用單個原子和分子制造物質的技術。
從目前的研究狀況來看，大約
分為三個概念。第壹種是分子納米技術，由美國科學家
斯勒夫博士於1986年在其著作《創造機器》中提出。根據這壹概念，可以使分子組合機器實用化，從而可以任意組合各種分子，制造出任何壹種
。這壹納米技術概念尚未取得重大進展。
第二種概念將納米技術定位為微加工技術的極限。即通過納米級精度的 "加工"，人為地形成納米級結構的技術。這種納米級加工技術也使得半導體微型化即將達到極限。從理論上講，即使目前的技術繼續發展，最終也會達到極限。這是因為，如果電路的線寬減小，構成電路的絕緣膜就會變得非常薄，從而破壞絕緣效果。此外，還存在發熱和晃動等問題。為了解決這些問題，研究人員正在研究新型納米技術。
第三個概念是從生物學角度提出的。最初，生物體的細胞和
第三個概念是從生物角度出發的。
所謂納米技術，是指研究電子、原子和分子在 0.1 納米到 100 納米範圍內的運動規律和特性的壹種新技術。科學家在研究物質組成的過程中，發現在納米
度上分離出幾個、幾十個可數的原子或分子，顯著表現出許多新的特征，並利用這些特征制造具有特定功能的設備的技術，稱為納米技術。
納米技術是壹門交叉性和綜合性很強的學科，其研究涉及現代科學技術的方方面面。
納米技術目前包括納米生物學、納米
學、納米機械學、納米化學等學科。從微米技術（包括
等）到納米技術，人類對
的研究越來越深入，人們對
的認識和改造水平也提高到了前所未有的高度。我國著名科學家
也指出，納米周圍和納米以下的結構是下壹階段科學技術發展的壹個重點，將是壹場技術革命，它將引起21世紀的又壹次工業革命。
雖然離應用階段還有很長的路要走，但由於納米技術孕育著極其廣闊的應用前景，美國、日本、英國等發達國家都十分重視納米技術，紛紛制定研究計劃，開展相關研究
納米材料被稱為21世紀最有前途的新材料。納米碳管是壹種由碳原子組成的直徑只有幾納米（1納米=10-9米）的物質
壹、試題分析：根據描述納米碳管是壹種由碳原子組成的物質，則為單質，A錯誤。碳在常溫下劃線性質穩定，具有吸附性。故選A。
碳納米材料超級電容器受益股有哪些
超級電容器概念股相關上市公司匯總：
江海股份（002484）
2013年5月，公司與日本ACT公司簽訂《知識產權整體轉讓協議》，ACT公司將其持有的鋰離子超級電容器全部生產技術資料和技術數據、專利權整體轉讓給公司，協議價格為1.500萬元。該公司主要從事電動汽車、混合動力汽車等儲能應用領域的鋰離子超級電容器開發。協議轉讓的知識產權涉及53項鋰離子超級電容器及模塊技術專利。公司在深交所互動平臺上表示，超級電容器的應用前景比較廣闊，主要應用於新能源汽車、公共交通系統、軍工等領域，公司購買日本ACT公司的專利技術也是基於這方面的考慮，目前會根據市場情況考慮建設超級電容器生產線。2013年12月，公司在深交所互動平臺上表示，已聘請超級電容器技術的核心人員全力推進研發工作，爭取盡快實現產業化。
法拉第電子（600563）
公司是中國最大的薄膜電容器和鋁金屬化膜生產企業，具有行業領先的規模經營優勢、綜合配套優勢、技術優勢和產品質量優勢，有年產45億只薄膜電容器和2500噸金屬化膜的能力，是唯壹壹家進入世界前十名的直流薄膜電容器和金屬化膜生產企業。
同方電子是中國唯壹壹家進入世界直流薄膜電容器和金屬化膜十強的企業。
同豐電子（600237）
公司主要從事薄膜電容器及相關材料的生產和銷售。主要產品為電工膜、金屬化膜和薄膜電容器。子公司同豐電容器主營交流電容器、直流電容器、電力電容器、特種電容器。
南洋科技（002389） 超級電容器薄膜
公司是中國最大的專業電子薄膜生產企業，主要產品為聚丙烯電子薄膜，分為 "基膜 "和 "金屬化膜 "兩大類。公司主要產品為聚丙烯電子薄膜，分為 "基膜 "和 "金屬化膜 "兩大類。公司主要產品為電容器用聚丙烯電子薄膜，有兩大類、七個品種，產品厚度規格覆蓋2.5～18μm範圍。
江蘇國泰（002091） 超級電容器電解液
國泰華榮化工公司是壹家以鋰電池材料、有機矽材料為發展方向的國家火炬計劃重點高新技術企業。電解液產品包括壹次鋰電池電解液、二次鋰離子電池電解液、動力電池電解液和超級電容器電解液等；矽烷偶聯劑涵蓋九大系列60多個品種。產品遠銷日本、美國、歐洲、澳大利亞等國家和地區，並與國際同行業大公司建立了戰略合作夥伴關系。我們是全球三大鋰離子電池電解液供應商之壹，也是國內主要的矽烷偶聯劑生產商。
新宙邦（300037）超級電容器電解液
電容器化學品：公司電容器化學品產品主要包括鋁電解電容器化學品、固體聚合物電容器化學品和超級電容器化學品。公司是中國鋁電解電容器化學品的龍頭企業，在規模、研發、品牌、質量、服務等方面均處於國內領先地位。公司已申請多項國家發明專利，成為全球鋁電解電容器化學品的主要供應商之壹。公司已成為世界主流固體聚合物電容器制造商的合格供應商，客戶包括日本日置、美國CHEMI-CON、臺灣裕邦等。公司自主創新並掌握了超級電容器電解液的關鍵技術--電解液季銨鹽合成技術和電解液配方技術，成為 MAXWELL、REDI、韓國 NESSCAP 等世界主流超級電容器制造商的合格供應商。該公司還成為世界領先的固態聚合物電容器制造商的合格供應商。
洛陽鉬業（603993）洛陽納米材料研究中心：2010年4月，公司與美國凱利納米鉬開發公司（CALYNANOMOLY DEVELOPMENT INC.）合作成立洛陽納米材料研究中心，開展納米鉬領域的研究開發。該研究中心下設原料合成實驗室、電化學測試實驗室和表征實驗室，主要研究方向為：低能耗、環保型納米鉬合成技術開發及產業化生產；大比能量水超級電容器研發；超級電容器活性炭添加劑（SCA）研發；混合動力超級電容器研發。
南都電源（300068）
鉛炭超級電容器研發：鉛炭電池是鉛酸蓄電池和超級電容器的有效結合，項目采用多項國際前沿技術：負極采用石墨化泡沫炭技術；負極活性物質采用鉛炭技術；正極采用鈦基集流體，...... >>
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