斩断一切的飞刃？碳纳米管

著名科幻小说《三体》最近可是火到不行了，作为当代中国杰出的一部硬科幻作品，文中不乏有许多令人咋舌的高科技武器。纳米材料飞刃就是小说主角汪淼所研发的大杀器。据小说描述，飞刃是一种超高强度的纳米材料，直径只有头发丝的百分之一，但它的韧性之强可以吊起一辆大卡车。由于太细，飞刃是肉眼不可见的。把它布置到道路上，路过的人或汽车就会像刀切豆腐那样被轻松切断。于是在《三体》中，有一群人的目标是一艘万吨巨轮上的硬盘里的一些信息，但他们不想惊动船上的人，否则会使船上的人摧毁硬盘，于是当这艘船途经巴拿马海峡时，他们布置了一系列飞刃装置，将船切成无数碎片，船上无一人生还。

虽然这样的场景只有小说或者电影里面才有可能出现，但是现实中的科学家也研制出了类似的东西碳纳米管。

碳纳米管是一种具有特殊结构的一维材料，主要由呈六边形排列的碳原子构成的同轴圆管。碳纳米管最先从石墨电弧法制备C60的产物中发现，日本NEC公司的电镜专家Iijima教授在一直被视为副产物的石墨阴极上的碳沉积物中发现了纳米尺度的多层管状物，并将碳纳米管投射照片发表在Nature杂志上。此后碳纳米管受到了科学界的广泛关注。

2013年7月，清华大学魏飞教授团队成功研制出单根长达半米的碳纳米管，并且创造了新的世界纪录，这也是目前世界上一维纳米材料长度的最高值。碳纳米管是迄今发现的力学性能最好的材料之一，其单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍，远远超过其他材料。《科学美国人》杂志曾提出一种诱人的梦想：利用碳纳米管制作一根太空天梯，可以使人类沿着天梯直接从地球通往太空。碳纳米管虽然不能像小说中那样切断钢铁，但是它有更多更实用的作用。纳米碳管有着独特的结构和优异的力学、电学和热学性能，可以广泛地用于复合材料、电子设备、场发射组件、能源、测量仪器、生物医药等领域，在探针、传感器、制动器、晶体管、存储器等器件领域已经取得了重大进展。

碳纳米管还具有独特的光学特性，麻省理工学院和加州理工学院的一支研究团队，发现了一种可将纳米管镶嵌入植物的叶绿体内的方法。这种新兴的结合将光合作用和植物生长提升了许多倍。虽然这一技术成熟尚需时日，但除了提高植物生长速度和产量，内含纳米管的叶绿体还有一些超乎想象的应用，可开发用于电力的植物，建造可进行自我修复的材料，以及用于自体供能材料建筑的修建。

到2010年，全球碳纳米管产量2500吨，营业额达到6.68亿美元，其中69%的碳纳米管用于复合材料，10%应用于电子产业，8%应用于能源产业。在未来，碳纳米管将会以其优越的性能更多更好地融入进我们的生活，让我们的生活更加美好。

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