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(huì)造成大量的污染和浪費(fèi)，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(zhǎng)長(zhǎng)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(xué)家們認(rèn)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(guó)宇航局就即將宣布“太空電梯”將成為“千年挑戰(zhàn)”的首選項(xiàng)目。 今天這些想法仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題，還有很多問題需要解決。 然而，隨著對(duì)碳納米管及納米材料研究的深入，其廣闊的應(yīng)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(jié)構(gòu)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(yù)為“分子鋼”）、高導(dǎo)電性、高導(dǎo)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(guó)化學(xué)家飯島澄男在實(shí)驗(yàn)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(shí)噴出一團(tuán)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(shí)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(duì)碳納米管探索的深入，碳納米管廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)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(zhǎng)可在真空或常壓下進(jìn)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(jìn)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(zhǎng)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(shì)。 通過科學(xué)家們對(duì)碳納米管結(jié)構(gòu)和性能的不斷研究，以及大規(guī)模工程化制備技術(shù)的發(fā)展，碳納米管的應(yīng)用已經(jīng)走到了其他納米材料的前列。

電子領(lǐng)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(diǎn)，是開發(fā)下一代晶體管的理想材料。

新能源領(lǐng)域

碳納米管優(yōu)異的導(dǎo)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(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。 與導(dǎo)電炭黑相比，內(nèi)阻更低，電子傳導(dǎo)速度更快。 同時(shí)，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(dǎo)致的壽命縮短。 目前，智能設(shè)備和新能源汽車都可以找到碳納米管。

生物工程領(lǐng)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(huì)引起免疫反應(yīng)。 結(jié)合導(dǎo)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(jī)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(xué)植入材料。

加熱區(qū)

歷時(shí)10年，漢納材料獨(dú)創(chuàng)碳納米管表面熱源技術(shù)。 采用CVD技術(shù)合成的優(yōu)質(zhì)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(shù)制成長(zhǎng)度僅10μm的表面熱源。

通電后，碳納米管中的碳原子在電場(chǎng)作用下發(fā)生振動(dòng)，原子核周圍的電子發(fā)生基態(tài)躍遷。 當(dāng)它們遷移回能級(jí)時(shí)，它們以遠(yuǎn)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(shù)的電熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)99.8%，電遠(yuǎn)紅外轉(zhuǎn)換效率高達(dá)83%。

碳納米管表面熱源技術(shù)主要應(yīng)用于新能源汽車、建筑、智能穿戴設(shè)備三大領(lǐng)域。 在新能源汽車方面，碳納米管表面熱源技術(shù)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(shì)。 同時(shí)，漢納材料基于該技術(shù)研發(fā)出柔性發(fā)熱片，為智能穿戴設(shè)備的發(fā)展前景提供了強(qiáng)大的技術(shù)儲(chǔ)備。

與每一次重大的材料創(chuàng)新一樣，從推動(dòng)民航航天重大突破的硬化鋁，到開辟計(jì)算機(jī)新世界的硅半導(dǎo)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(lǐng)域開辟更多機(jī)遇世界。 門。