为什么碳纳米管像黄金那么贵重

纳米生物芯片

和金刚石、石墨同属一个家族的“超级纤维”碳纳米管，虽然细若发丝，但是由于具有广阔的用途而身价不菲，甚至像黄金那么贵重。

日本科学家于1991年发现的碳纳米管，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，如果将它放大，那么碳纳米管看上去就像是一根长长的蛋卷。碳纳米管的直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。它非常微小，5万个碳纳米管排列在一起，才只有人的一根头发丝那么宽。

碳纳米管具有很多优点，它的韧性很高，导电性极强，场发射性能优良，兼具金属性和半导体性，其强度比钢高100倍，密度却只有钢的1/6。因为它的性能奇特，因此被科学家称为未来的“超级纤维”。

碳纳米管潜在的用途十分诱人：它可以制成极好的微细探针，“感觉”物体表面单个原子的结构，用来测试超纯硅芯片的质量；它将成为理想的导体，其导电性能很可能大大超过铜，并最终可用于纳米级的电子线路；它可作为其他分子之间的“分子导线”，用来制造新一代小型化学传感器；它还可以成为性能颇佳的加强材料、理想的储氢材料；它使得效果更佳的壁挂式电视成为可能。纳米芯片将来有可能完全替代硅芯片，从而引发一场计算机革命。

计算机模拟的碳纳米管

纳米材料，特别是包括碳纳米管、碳纳米纤维在内的碳纳米材料，一直是这些年国际科学技术的前沿领域之一。科学家已经制造出千克级，甚至更大级别的碳纳米管，但是价格非常昂贵。如果碳纳米管能在工厂里大量生产，必将会给我们的世界带来许多意想不到的惊喜。（韩王荣）

【科学人】费恩曼

有位诺贝尔物理学奖获得者叫理查德·费恩曼（1918—1988），他喜欢搞笑，喜欢幻想。1959年，他提出了一个前所未有的幻想：如果有一天人们可以按照自己的想法排列原子和分子，那将会产生美妙的奇迹。“排列原子和分子”正是纳米尺度范围内的工程。费恩曼的幻想经过全世界科学家20多年的努力，早已变成了现实！纳米微粒、纳米线、纳米膜等纷纷诞生，这些物质既可以是金属材料，也可以是无机非金属材料，还可以是天然或合成高分子材料，甚至是水！

【微博士】小尺寸效应

小尺寸效应指的是随着颗粒尺寸的“量变”，在一定条件下会引起颗粒性质的“质变”。科学家将由于颗粒尺寸变小所引起的宏观性质变化称为“小尺寸效应”。纳米材料由于颗粒尺寸小于100纳米，比表面积显著增加，从而产生了一系列新奇的性质。

【微博士】石墨烯

石墨烯是科学家目前发现的最薄的纳米材料之一。它是构成石墨、碳纳米管和碳60的基本单元。把石墨烯卷成圆桶形就可以制成碳纳米管。石墨烯还具有高强度和高超的导电性能，以及良好的透光性等特性。

【微问题】为什么纳米材料的尺寸定义为1～100纳米？

【关键词】纳米　纳米材料　碳纳米管　石墨烯