如果未來人類需要經(jīng)常往返于月球和太空，而輝光的承載能力有限，會造成大量的污染和浪費，如何解決？

1978年，懸疑詩人阿瑟·克拉克在他的《天堂之泉》一書中描述了“太空梯”，將其描述為一根長長的繩索，人們可以通過它在空間站和地面之間來回穿梭。 在地面之間，將建筑材料輸送到宇宙中，建造太空城市。

既然是天梯，那肯定是和空間相連的。 科學家們認為這種連接可能是剛性的，更可能是柔性的，成本更低，可靠性更高。 最接近這些想法的是“新材料之王”碳納米管（CNT）。

早在2005年，美國宇航局就即將宣布“太空電梯”將成為“千年挑戰(zhàn)”的首選項目。 今天這些想法仍然是一個具有挑戰(zhàn)性的課題，還有很多問題需要解決。 然而，隨著對碳納米管及納米材料研究的深入，其廣闊的應用前景正在不斷被解讀。

碳納米管 (CNT) 是具有一維空心棒狀結構且縱橫比較大的納米材料。 它的管壁由一層到幾十層正多邊形的sp2介孔碳原子組成，半徑為幾納米到幾十納米，厚度為微米到毫米甚至分米。 超高硬度（被譽為“分子鋼”）、高導電性、高導熱性和高電磁屏蔽性是碳納米管最優(yōu)異的性能。

1991年，美國化學家飯島澄男在實驗中用兩根石墨棒作為電極，在其上施加電壓，火花在石墨棒之間形成拱形，頓時噴出一團二氧化碳。 這種新型材料碳納米管是在含碳空氣沉積在腔室壁上時產(chǎn)生的淺色煙灰薄層上發(fā)現(xiàn)的。

在未來的幾年或六年內(nèi)，隨著對碳納米管探索的深入，碳納米管廣泛應用的基礎在于其成熟的制備方法。

常用的碳納米管制備方法主要有：電弧放電法、激光碳化法、CVD法（物理液相沉積法）等。碳納米管的CVD生長可在真空或常壓下進行。 通過這種方式，可以合成大量的碳納米管，而不斷下滑的進展使得碳納米管具有商業(yè)可行性。

CVD 法大規(guī)模合成超長碳納米管

碳納米管在聲、光、電、力、熱、磁等方面具有其他材料無可比擬的優(yōu)勢。 通過科學家們對碳納米管結構和性能的不斷研究，以及大規(guī)模工程化制備技術的發(fā)展，碳納米管的應用已經(jīng)走到了其他納米材料的前列。

電子領域

碳納米管是大規(guī)模集成電路的替代品，在摩爾定律正式失效的情況下，其性能優(yōu)于同等尺寸的傳統(tǒng)硅晶體管。 碳納米管具有幀率低、效率高等優(yōu)點，是開發(fā)下一代晶體管的理想材料。

新能源領域

碳納米管優(yōu)異的導電性和物理穩(wěn)定性可以在鋰電池正極材料顆粒之間架橋，形成導電網(wǎng)絡。 與導電炭黑相比，內(nèi)阻更低，電子傳導速度更快。 同時，碳納米管的柔性特性可以防止鋰電池因充放電體積膨脹而導致的壽命縮短。 目前，智能設備和新能源汽車都可以找到碳納米管。

生物工程領域

碳納米管具有生物相容性且無毒，其優(yōu)異的穩(wěn)定性不會引起免疫反應。 結合導電性和硬度，碳納米管作為神經(jīng)界面材料非常有吸引力。 馬斯克的腦機接口研究仍然集中在更小的電纜上。 碳納米管電纜可以做得更小、更柔韌、更容易被人體接受。 它們可能是改變游戲規(guī)則的生物醫(yī)學植入材料。

加熱區(qū)

歷時10年，漢納材料獨創(chuàng)碳納米管表面熱源技術。 采用CVD技術合成的優(yōu)質碳納米管，經(jīng)無損分散后制備成分散均勻的“碳漿”，再通過精密成膜技術制成長度僅10μm的表面熱源。

通電后，碳納米管中的碳原子在電場作用下發(fā)生振動，原子核周圍的電子發(fā)生基態(tài)躍遷。 當它們遷移回能級時，它們以遠紅外線的形式釋放能量，從而產(chǎn)生產(chǎn)生均勻熱量的平面加熱元件。 該技術的電熱轉換效率高達99.8%，電遠紅外轉換效率高達83%。

碳納米管表面熱源技術主要應用于新能源汽車、建筑、智能穿戴設備三大領域。 在新能源汽車方面，碳納米管表面熱源技術可有效輔助電池加熱，降低高溫環(huán)境下的功率衰減。 在供暖方面，納米地暖不同于傳統(tǒng)的水地暖，具有更節(jié)能、更快捷、更舒適的優(yōu)勢。 同時，漢納材料基于該技術研發(fā)出柔性發(fā)熱片，為智能穿戴設備的發(fā)展前景提供了強大的技術儲備。

與每一次重大的材料創(chuàng)新一樣，從推動民航航天重大突破的硬化鋁，到開辟計算機新世界的硅半導體，再到創(chuàng)造更美??好的生活方式，碳納米管將為未知的新領域開辟更多機遇世界。 門。