碳纳米管是在用电弧法制备C60时发现的。随后,确认了碳纳米管的结构,发现了碳纳米管的许多奇特的性质,使得碳纳米管成为新的一维纳米材料的研究热点。
碳纳米管是由类似石墨结构的六边形网格卷绕而成的、中空的“微管”,分为单层管和多层管。多层管由若干个层间距约为0.34纳米的同轴圆柱面套构而成。碳纳米管的径向尺寸较小,管的外径一般在几纳米到几十纳米;管的内径更小,有的只有1纳米左右。而碳纳米管的长度一般在微米量级,相对其直径而言是比较长的。因此,碳纳米管被认为是一种典型的一维纳米材料。
对碳纳米管的性能,特别是电学性能和力学性能的研究,已有许多理论计算结果。但是由于多层碳纳米管结构的复杂性,大多数理论计算都是以单层碳纳米管为研究对象来进行的。虽然大量的理论计算表明,碳纳米管具有电学、力学、光学等方面的许多奇特性质,但从实验上验证这些特性却十分困难。这主要是因为碳纳米管的尺寸太小,难以用常规实验手段对其进行测试。