碳纳米管是一种一维量子材料，具有独特的结构特征和物理化学性能。以下是其主要特点和应用：
结构特征
由碳原子构成，通常由单层或多层的石墨烯层卷曲而成。
径向尺寸在纳米量级（2到20纳米），轴向尺寸在微米量级。
管壁厚度极薄，仅有几纳米。
碳原子以sp2杂化为主，形成六边形网格结构，层与层之间保持固定距离约0.34纳米。
类型
根据石墨烯片的层数可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
根据碳六边形沿轴向的不同取向，可分为锯齿形、扶手椅型和螺旋型等。
性能
高强度和高韧性。
优异的导电性和半导性，兼具金属性和半导体性。
良好的热导性和化学稳定性。
应用
材料科学：用于制造高强度复合材料、传感器等。
电子科学：用于制造超级电容器、场效应晶体管等电子器件。
能源领域：用于储氢材料、太阳能电池等。
环境科学：用于水处理、环境修复等。
生物医学：用于药物输送、组织工程等。
健康影响
某些类型的碳纳米管（如MWCNT-7）被世界卫生组织国际癌症研究机构列为2B类致癌物，可能存在健康风险。
碳纳米管因其独特的性质和广泛的应用潜力，在科学研究和技术开发中占有重要地位