本文來源：環(huán)球新碳

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍（1 ~ 100 nm）或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。由于其組成單元的尺寸小，界面相對于整個材料來說占的比例很大，因此納米材料構(gòu)成的體系表現(xiàn)出許多不同于宏觀材料的性質(zhì)，如量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、介電限域效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。納米碳材料，顧名思義，就是指分散相尺度至少有一維小于100 nm的碳材料。納米碳材料具有穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、比表面積高和來源豐富等特點(diǎn)，是最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦图{米材料，現(xiàn)已應(yīng)用于復(fù)合材料、超級電容器、儲氫材料、催化劑等能源化工領(lǐng)域，甚至成為高新領(lǐng)域中無法替代的材料。本文簡介了幾類納米碳材料的性質(zhì)和應(yīng)用，帶大家初步了解下這些材料“明星”。

1． 富勒烯 (Fullerene)

富勒烯是單質(zhì)碳被發(fā)現(xiàn)的第三種同素異形體，它們是由非平面的五元環(huán)、六元環(huán)等構(gòu)成的封閉式空心球形或橢球形結(jié)構(gòu)的共軛烯，屬于零維的納米材料。富勒烯的成員有C28、C32、C50、C60、C70、C120等。C60是這一家族中發(fā)現(xiàn)最早、相對最容易得到和最廉價的種類，因此被人們所熟知。

富勒烯的發(fā)現(xiàn)是一個曲折又偶然的過程。1970年，日本科學(xué)家大澤映二首次在論文中提出了C60分子的設(shè)想。但由于文字障礙，用日文發(fā)表的文章并沒有引起人們的重視。之后有很多科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)過C60和C70的線索，但由于對實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏理論分析和創(chuàng)新意識，與富勒烯家族的發(fā)現(xiàn)失之交臂。1984年，美國化學(xué)家斯莫利（R.E.Smalley）發(fā)明了一臺儀器用于半導(dǎo)體和金屬原子簇研究。英國物理學(xué)家哈里·克魯托（H.Kroto）經(jīng)克爾（F.Curl）介紹，參觀斯莫利的實(shí)驗(yàn)室時受到啟發(fā)，建議使用這臺儀器研究富碳星際塵埃，研究中再次發(fā)現(xiàn)了C60 和C70的特征峰?？唆斖械热藦拿绹ㄖ煾焕赵O(shè)計的加拿大蒙特利爾萬國博覽會美國館獲得了靈感，拼出了C60立體模型。它是由60個頂角、12個五邊形和20個六邊形組成的中空32面體，與現(xiàn)代足球的拼皮花樣非常相似，于是克魯托等將C60稱為“足球烯”。又由于C60分子的穩(wěn)定性正好可用富勒發(fā)明的短程線圓頂結(jié)構(gòu)加以解釋，故又命名為“富勒烯”。富勒烯的發(fā)現(xiàn)震撼了整個科學(xué)界，克魯托、克爾與斯莫利三人也因此獲得了1996年度諾貝爾化學(xué)獎。

1.1 富勒烯的性質(zhì)

(1) 富勒烯分子具有芳香性，化學(xué)性質(zhì)活潑；

(2) 硬度比鉆石還硬 ；韌度（延展性）比鋼強(qiáng)100倍；

(3) 導(dǎo)電性比銅強(qiáng)，重量只有銅的六分之一 ；

(4) 具有非線性光學(xué)性能，室溫下是分子晶體，適當(dāng)?shù)慕饘贀诫s后表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性和超導(dǎo)性。

1.2 富勒烯的應(yīng)用

(1) 潤滑劑和研磨劑

C60具有特殊的圓球形狀和特殊的穩(wěn)定性，是所有分子中最圓的分子，且異常堅(jiān)硬，這使得C60可能成為高級潤滑劑的核心材料。將C60完全氟化得到C60F60，是一種超級耐高溫材料，可作為優(yōu)良的潤滑劑，廣泛應(yīng)用于高技術(shù)領(lǐng)域。另外，C60分子特殊的形狀和極強(qiáng)的抗外壓能力使其有望成為新的超高硬度的研磨材料。

(2) 電化學(xué)應(yīng)用

C60具有完美對稱的足球結(jié)構(gòu)，反應(yīng)在其電子能級上具有較高的簡并度。C60具有很高的電負(fù)性，能夠接受電子而形成帶負(fù)電子的陰離子。高度結(jié)構(gòu)對稱性與分子軌道簡并度結(jié)合起來，使得C60分子具有非常豐富的氧化還原性質(zhì)。

(3) 非線性光學(xué)器件

富勒烯具有很多離域的π鍵，因此可作為良好的非線性光學(xué)材料。C60/C70混合物（C70約占10%）的非線性光學(xué)系數(shù)約為1.1×10-9 esu，C76甚至還具有光偏振性。富勒烯分子中不存在對非線性光學(xué)性能有干擾作用的C—H鍵和C—O鍵，性能更加優(yōu)越。

(4) 超導(dǎo)性

摻雜C60的超導(dǎo)體具有相對較高的臨界溫度，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有機(jī)分子超導(dǎo)體，而且也大大高于目前發(fā)現(xiàn)的金屬和合金的超導(dǎo)體，只比現(xiàn)在炙手可熱的氧化物陶瓷的超導(dǎo)體低。富勒烯超導(dǎo)體最大的優(yōu)點(diǎn)在于容易加工成所需要的各種形狀；同時由于它們是三維分子超導(dǎo)體，各向同性，電流可以在各個方向均等流動。同時，富勒烯化合物超導(dǎo)體還具有較高的臨界磁場和臨界電流密度，在更大的富勒烯分子摻雜化合物中可能實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)臨界溫度的大幅度提高。

(5) 醫(yī)用材料

富勒烯結(jié)構(gòu)呈中空的籠型，中間可以用于填充分子，且具有抗輻射和抗化學(xué)腐蝕的特性，同時還可以在分子水平上進(jìn)行透析或控制生物活性物質(zhì)的緩慢釋放。因此，可以把放射性原子植入其中跟蹤病人的血流或進(jìn)行醫(yī)療成像。

2． 碳納米管 (CNTs)

碳納米管（carbon nanotubes，CNTs）又稱巴基管，屬富勒碳系，它是由單層或多層石墨片卷曲而成的無縫納米級管。碳管的直徑一般在1-30 nm之間，而長度可達(dá)數(shù)米級，因此可以將它看成一維的量子線。碳納米管大致可分為兩類：單壁碳納米管（SWNTS）和多壁碳納米管（MWNTS）。

2.1碳納米管的性質(zhì)

(1) 力學(xué)性質(zhì)：碳納米管具有高模量、高強(qiáng)度等良好的力學(xué)性能。CNTs抗拉強(qiáng)度是鋼的100倍，比常規(guī)石墨纖維高一個數(shù)量級；彈性模量與金剛石相當(dāng)，約為鋼的5倍；CNTs硬度與金剛石相當(dāng)，卻擁有良好的柔韌性，可拉伸。

(2) 導(dǎo)電性質(zhì)：CNTs具有良好的導(dǎo)電性能，取決于其管徑和管壁的螺旋角。當(dāng)CNTs管徑小于6nm時，可以看成是具有良好導(dǎo)電性能的一維量子導(dǎo)線；當(dāng)管徑大于6nm時，導(dǎo)電性能下降。

(3) 傳熱性質(zhì)：CNTs具有非常大的長徑比，因而其沿著長度方向的熱交換性能很高，相對的其垂直方向的熱交換性能較低，通過合適的取向，碳納米管可以合成高各向異性的熱傳導(dǎo)材料。CNTs有較高的熱導(dǎo)率，只要在復(fù)合材料中摻雜微量的CNTs，該復(fù)合材料的熱導(dǎo)率將會可能得到很大的改善。

(4) 其他性質(zhì)：CNTs還具有光學(xué)和儲氫等其他良好的性能。

2.2碳納米管的應(yīng)用

(1) 功能材料

CNTs具有彈性高、密度低、絕熱性好、強(qiáng)度高、隱身性優(yōu)越、紅外吸收性好、疏水性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以與普通纖維混紡來制成防彈、保暖、隱身的軍用裝備；也可用于增強(qiáng)金屬、陶瓷和有機(jī)材料等；并且結(jié)合碳納米管的導(dǎo)熱導(dǎo)電特性，能夠制備自愈合材料。

(2) 儲氫材料

CNTs的管道結(jié)構(gòu)及多壁碳管之間的類石墨層空隙，使其成為最有潛力的儲氫材料。在室溫和不到1 bar的壓力下，單壁碳管可以吸附氫5-10 wt%。

(3) 鋰離子電池

CNTs層間距略大于石墨的層間距，充放電容量大于石墨，而且碳納米管的筒狀結(jié)構(gòu)在多次充放電循環(huán)后不會塌陷，循環(huán)性好。堿金屬如鋰離子和碳納米管有很強(qiáng)的相互作用。用碳納米管做負(fù)極材料做成的鋰電池的首次放電容量高達(dá)1600 mAh/g，可逆容量為700 mAh/g，遠(yuǎn)大于石墨的理論可逆容量372 mAh/g。

(4) 納米器件

CNTs直徑僅數(shù)納米至數(shù)十納米，耐電流密度可達(dá)銅的100多倍，可以作為超級耐高電流密度的布線材料，制成碳納米導(dǎo)線。半導(dǎo)體型的碳納米管還可以用來構(gòu)筑納米場效應(yīng)晶體管、單電子晶體管等納米器件，變頻器、邏輯電路以及環(huán)形振蕩器等各種邏輯電路。

(5) 新型的電子探針

CNTs具有大長徑比、納米尺度尖端、高模量，是理想的電子探針材料：①不易折斷：CNTs可與被觀察物體進(jìn)行軟接觸；②靈活性高：碳納米管碳的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)入觀察物體不光滑表面的凹陷處，能更好顯現(xiàn)表面形貌和狀態(tài)，有很好的重現(xiàn)性。

(6) 催化

CNTs具有納米級的內(nèi)徑、碳六元環(huán)網(wǎng)和大量未成鍵的電子，可選擇吸附和活化一些惰性分子。CNTs在600 ℃的催化活性優(yōu)于貴金屬銠，并很穩(wěn)定，這將在石化和化工產(chǎn)業(yè)界帶來不可估量的革新和效益。

3． 石墨烯 (Graphene)

自2004年英國曼徹斯特大學(xué)的Andre Geim 及Konstantin Novoselov首次成功剝離熱解石墨并觀測到石墨烯以來，學(xué)界內(nèi)對于這種新型碳材料的研究熱度未曾消退過，兩人因此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。石墨烯的成功分離意味著理論對于二維晶體熱力學(xué)不穩(wěn)定的預(yù)言的破除，帶來了許多新領(lǐng)域研究的可能。這一切都宣告著基于石墨烯這種二維新材料的時代即將到來。

3.1石墨烯的性質(zhì)

石墨烯擁有眾多“史上最強(qiáng)”性能，有可能將碳材料的所有性質(zhì)發(fā)揮到極致。

(1) 最薄的材料：單層石墨烯只有一個碳原子的厚度，厚度大約為0.335 nm，相當(dāng)于一個頭發(fā)的20萬分之一。

(2) 最硬的材料：其楊氏模量可達(dá)約1100 GPa，斷裂強(qiáng)度約125 GPa，比金剛石還要堅(jiān)硬，是相同厚度的鋼鐵的強(qiáng)度的100倍。

(3) 超大比表面積：理想的單層石墨烯的比表面積能夠達(dá)到2630 m2/g，普通的活性炭的比表面積僅為1500 m2/g。超大的比表面積使得石墨烯成為潛力巨大的儲能材料。

(4) 強(qiáng)導(dǎo)電性：石墨烯中的電子沒有質(zhì)量，電子的運(yùn)動速度超過了在其他金屬單體或是半導(dǎo)體中的運(yùn)動速度，能夠達(dá)到光速的1/300，擁有超強(qiáng)導(dǎo)電性。

3.2石墨烯的應(yīng)用

(1) 傳感器領(lǐng)域

石墨烯具有體積小、表面積大、靈敏度高、響應(yīng)時間快、電子傳遞快、易于固定蛋白質(zhì)并保持其活性等特點(diǎn)，在傳感器中有廣泛的應(yīng)用，能提升傳感器的各項(xiàng)性能。主要用于氣體、生物小分子、酶和DNA 電化學(xué)傳感器的制作，如南洋理工大學(xué)開發(fā)的石墨烯光傳感器，以及倫斯勒理工學(xué)院研制出的廉價石墨烯海綿傳感器。

(2) 儲能和新型顯示領(lǐng)域

石墨烯具有極好的電導(dǎo)性和透光性，作為透明導(dǎo)電電極材料，在觸摸屏、液晶顯示、儲能電池等方面有很好的應(yīng)用。石墨烯被認(rèn)為是觸摸屏制造中最有潛力替代氧化銦錫的材料；美國德州大學(xué)奧斯汀分校研究人員研制出的超級電容，其儲能密度接近鉛酸電池；密歇根理工大學(xué)科學(xué)家研發(fā)出一種獨(dú)特蜂巢狀結(jié)構(gòu)的三維石墨烯電極，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7.8 %，有望取代鉑在太陽能電池中應(yīng)用；東芝公司研發(fā)出石墨烯與銀納米線復(fù)合透明電極，并實(shí)現(xiàn)了大面積化。

(3) 半導(dǎo)體材料領(lǐng)域

石墨烯被認(rèn)為是替代硅的理想材料。韓國成均館大學(xué)開發(fā)出了高穩(wěn)定性n型石墨烯半導(dǎo)體，可以長時間暴露在空氣中使用；美國哥倫比亞大學(xué)研發(fā)出石墨烯-硅光電混合芯片，在光互連和低功率光子集成電路領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景；IBM 的研究人員開發(fā)出了石墨烯場效應(yīng)晶體管，其截止頻率可達(dá)100 GHz，頻率性能遠(yuǎn)超相同柵極長度的最先進(jìn)硅晶體管的截止頻率(40 GHz)。

(4) 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

石墨烯及其衍生物在納米藥物運(yùn)輸系統(tǒng)、生物檢測、生物成像、腫瘤治療等方面的應(yīng)用廣闊。以石墨烯為基層的生物裝置或生物傳感器可以用于細(xì)菌分析、DNA 和蛋白質(zhì)檢測；石墨烯量子點(diǎn)應(yīng)用于生物成像中，與熒光體相比具有熒光更穩(wěn)定、不會出現(xiàn)光漂白和不易光衰等特點(diǎn)。

4． 碳納米角(SWCNHs)

單壁碳納米角（single-walled carbon nanohorns，SWCNHs），是碳納米管家族一種新型的碳納米材料，1999年Lijima教授課題組首次用激光消融石墨法制得，它的一端呈封閉的錐形（錐角為20 o），其余部分是與碳納米管類似的石墨管狀，管徑2-5 nm，管長40-50 nm。由于受錐形末端之間范德華力的影響，SWCNHs會聚集形成類似大麗花狀的球形聚集體，直徑為80-100 nm。

4.1 SWCNHs的性質(zhì)

(1) 多孔性：SWCNHs有兩種孔，即角與角之間的外在的孔和角里面的內(nèi)在孔。原始生產(chǎn)的SWCNHs是閉合的，通過熱處理可以使其開口，并可以控制孔的大小，為分子的選擇性吸附提供可能；

(2) 熱穩(wěn)定性：在真空中當(dāng)溫度高達(dá)1400 ℃時，其結(jié)構(gòu)才開始發(fā)生變化；

(3) 比表面積大：開孔處約有5倍表面積；

(4) 純度高：SWCNHs的制備不使用金屬催化劑，因而制得的SWCNHs不含任何金屬雜質(zhì)，可以高純度制備；

另外，SWCNHs具有良好的生物相容性、導(dǎo)電性和催化性能。

4.2 SWCNHs的應(yīng)用

(1) 吸附和存儲材料

SWCNHs具有大的比表面積和高的結(jié)合能，可作為新型吸附材料，如吸附氣體氙氣和氫氣等，SWCNHs有兩類吸附位點(diǎn)：角與角之間的間隙和角內(nèi)部的空隙。使用硝酸處理SWCNHs可以使其內(nèi)部和間隙的孔容量都顯著增加，可用于存貯超臨界甲烷。另外，SWCNHs還可以用于吸附液體，如水、苯和乙醇等。

(2) 催化劑載體

SWCNHs獨(dú)特的結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)催化劑的持久性。在SWCNHs上沉積還原，可以得到平均尺寸為2.3 nm的Pd納米簇，得到的Pd-SWCNHs對H2-O2的氣相反應(yīng)和某些液相反應(yīng)，如偶聯(lián)反應(yīng)具有很好的催化能力。以SWCNHs為載體合成的Pt顆粒粒徑僅為2 nm左右，具有良好的分散性，以Pt-SWCNHs作為燃料電池的電極，具有非常好的活性和穩(wěn)定性。

(3) 藥物載體

SWCNHs大的比表面積和眾多的角空隙，可以吸附大量的分子。與CNTs相比，SWCNHs的孔徑較小，適合吸附一些比較小的分子；SWCNHs生產(chǎn)過程中不使用金屬催化劑，避免了有金屬雜質(zhì)引起的細(xì)胞毒性。SWCNHs會組裝成微米級的束狀或形成球形聚集體，能增強(qiáng)被動腫瘤靶向條件下 藥物的滲透性和保持力，從而趨于在腫瘤組織附近富集，使其具有更高地抗腫瘤效率。

(4) 電化學(xué)應(yīng)用

SWCNHs可以用作電化學(xué)傳感器中的電極材料。SWCNHs修飾的玻碳電極對尿酸、多巴胺和抗壞血酸等有很好的電催化性能；將SWCNHs直接生長在碳纖維上可以制作獨(dú)立的電極用作鋰離子電池；經(jīng)過氧化開口的含有大尺寸納米窗的SWCNHs可以在有機(jī)溶劑中構(gòu)建高電容的超級電容器。

(5) 其他應(yīng)用

管狀的碳材料能吸收近紅外區(qū)域的光，因此可以通過局部光熱療法使細(xì)胞死亡；SWCNHs和金屬氧化物的復(fù)合材料還能用于鋰離子電池的陽極材料，提高電池的性能；摻雜MgB2的SWCNHs具有磁性，使其有望成為新的超導(dǎo)材料。

5． 納米金剛石 (Nanodiamond)

納米金剛石是納米碳材料中的重要一員，1963年全蘇技術(shù)物理研究所首次用爆炸法合成了納米金剛石。1987年俄羅斯率先成功研究出納米金剛石。1988年《Nature》雜志上公布了美國和德國研究者對爆炸過程的實(shí)驗(yàn)觀測。國內(nèi)最早于1993年蘭州化物所報道了這方面的相關(guān)工作。納米金剛石不僅保留了金剛石的綜合優(yōu)異特性，而且還具有良好的生物兼容性；對雷達(dá)波、紅外紫外光有巨大的透射率和吸收率；其表面有許多羧基、烴基、羰基等官能團(tuán)，很容易同金屬、橡膠、塑料聚合物、織物表面緊密結(jié)合等等，從而為納米金剛石的應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展空間。

5.1 納米金剛石的性質(zhì)

納米金剛石除兼具納米材料和宏觀金剛石的一些基本性質(zhì)外，還具有某些特殊的性質(zhì)，如晶格常數(shù)大、德拜溫度低、化學(xué)活性大等。

(1) 晶格常數(shù)大：納米材料主要由納米晶粒和納米晶界兩部分組成，每個納米晶粒僅包含有限個晶胞，且由于納米晶粒的各種點(diǎn)陣缺陷，晶格點(diǎn)陣必然發(fā)生一定程度的彈性變形，表現(xiàn)為晶格常數(shù)的變化。納米金剛石晶格常數(shù)比天然立方結(jié)構(gòu)金剛石的晶格常數(shù)稍大。

(2) 形貌規(guī)則：納米金剛石大多為單晶，其表面形貌呈較規(guī)則的球形或類球形。存在著微米和亞微米尺寸的團(tuán)聚體，有的團(tuán)聚體還具有菱形或球形結(jié)構(gòu)，并有分形結(jié)構(gòu)的特征。

(3) 德拜溫度低、化學(xué)活性高：物質(zhì)的德拜特征溫度是固體的一個重要物理量，它不僅反映了晶體點(diǎn)陣的動畸變程度，還是該物質(zhì)原子間結(jié)合力的表征。納米金剛石的德拜特征溫度是364 K，而大顆粒金剛石單晶的德拜特征溫度是1800 ~ 2242 K。這表明納米金剛石原子間的結(jié)合力大大減弱，因此納米金剛石的化學(xué)活性增大。

(4) 比表面積大：納米金剛石的比表面積達(dá)到200 ~ 420 m2/g，從而具有很強(qiáng)的表面活性，可吸附大量雜質(zhì)原子或基團(tuán)，如：－OH、－COOH、－C－O－C－、－C＝O 等官能團(tuán)。

5.2 納米金剛石的應(yīng)用

納米金剛石在形貌、硬度、粒度等方面的獨(dú)特性能和特殊的光電、磁、熱性能，使其在在電子、化工、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域中均具有廣闊的應(yīng)用前景。

(1) 潤滑作用

納米金剛石具有小尺寸效應(yīng)、良好的抗極壓性能及修復(fù)功能。添加了納米金剛石的潤滑油，除了具有一般潤滑油所具有的清凈分散性能和抗氧化腐蝕性能外，還具有獨(dú)特的摩擦學(xué)改性特點(diǎn)，有效提高磨合品質(zhì)功效。

(2) 增強(qiáng)添加劑

納米金剛石粒徑小、比表面積大、表面層內(nèi)原子所占比例大，可以與聚合物充分地吸附、鍵合，可使材料的斷伸長率比微米級填料更大。因此，納米金剛石可用作添加劑以增強(qiáng)塑料和橡膠的強(qiáng)度。

(3) 復(fù)合鍍層

復(fù)合鍍層能有效地提高涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度。納米金剛石的表面有豐富的羥基、羧基、羰基等官能團(tuán)，與鍍覆表面有極強(qiáng)的結(jié)合力，可用于金屬表面和橡膠、塑料、玻璃等表面的涂敷。

(4) 催化劑

納米級金剛石有很大的比表面積，表面原子配位不全等導(dǎo)致表面的活性位點(diǎn)增加；其表面含有各式各樣的表面官能團(tuán)，活性很強(qiáng)，用其配制催化劑，可提反應(yīng)高活性，促進(jìn)有機(jī)化合物的相互作用。

(5) 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

納米金剛石與生物體的兼容性很好，是人造骨、人造關(guān)節(jié)的表面耐磨涂層的適宜材料，因其不粘連皮膚，可作外科敷料的內(nèi)層保護(hù)膜；用納米金剛石粉作為生物載體，制成某些抗體藥物，可以直達(dá)病灶內(nèi)部；納米金剛石表面的羥基和羧基等官能團(tuán)，與DNA有很強(qiáng)的結(jié)合力，可作為生物DNA芯片的載體；納米金剛石應(yīng)用于水性的和油性的懸浮液可以強(qiáng)化腫瘤藥用試劑的效果。

(6) 電子領(lǐng)域

納米金剛石與納米硅粉、納米陶瓷或納米金屬復(fù)合，可制造出新型的納米結(jié)構(gòu)材料，用于半導(dǎo)體器件、集成電路元件和微機(jī)零件等。納米金剛石可作為減磨的添加劑和物理的變性劑用于磁性錄音系統(tǒng)，將其添加到電化學(xué)的復(fù)合膜中，改善磁性錄音的穩(wěn)定性；將其添加到鐵磁層可明顯減少磁疇，增大錄音密度。

(7) 用于隱身材料

用少量納米金剛石懸浮在涂料中，將其噴涂在飛機(jī)、坦克、導(dǎo)彈、軍艦上，可以起到隱形防腐的作用。

提到隱身材料，以上所述的幾類納米碳材料均有這一領(lǐng)域的應(yīng)用前景。為什么超微粒子，特別是納米粒子對紅外和電磁波有隱身作用呢？主要原因有兩點(diǎn)：一方面由于納米微粒尺寸遠(yuǎn)小于紅外和雷達(dá)波波長，因此納米微粒材料對這種波長的透過率比常規(guī)材料要強(qiáng)得多，大大減少波的反射率，使得紅外探測器和雷達(dá)接收到的反射信號變得很弱，從而達(dá)到隱身作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規(guī)的材料大了3-4個數(shù)量級，對紅外光和電磁波的吸收率也比常規(guī)材料大得多，這就使得紅外探測器及雷達(dá)得到的反射信號強(qiáng)度大大降低，起到了隱身作用。

上面舉例的納米碳材料在各方面的應(yīng)用，充分顯示出其在新材料科學(xué)中的舉足輕重的地位。神通廣大的納米碳材料其誘人的應(yīng)用前景促使人們對這一嶄新的材料科學(xué)領(lǐng)域和全新的研究對象努力探索。相信，納米碳材料必將在新材料、能源、信息等各個領(lǐng)域嶄露頭角，成為大放異彩的“明星”。