# 多壁碳納米管：納米科技的關鍵材料

多壁碳納米管（Multi-Walled Carbon Nanotubes, MWCNTs）是一種由多層石墨烯卷曲而成的中空管狀納米材料，自1991年被飯島澄男發現以來，便因其獨特的結構和優異的性能成為納米科技領域的研究熱點。其直徑通常在幾納米到幾十納米之間，長度可達微米級，層與層之間通過范德華力結合，形成一種類似“俄羅斯套娃”的結構。這種多壁設計不僅增強了材料的機械強度，還賦予了其卓越的電學、熱學和化學性質。

在電學性能方面，多壁碳納米管表現出高導電性，電子遷移率可達10^5 cm2/V·s，遠超傳統銅導線。這使其在微電子器件、場發射顯示器和傳感器等領域具有廣泛應用潛力。例如，在柔性電子設備中，多壁碳納米管可作為透明導電薄膜，替代易碎的氧化銦錫（ITO）材料，提升設備的耐用性和彎曲性。此外，其高比表面積和表面活性使其成為高性能超級電容器和鋰離子電池的理想電極材料，能顯著提高能量存儲效率。

熱學性能上，多壁碳納米管的導熱系數高達3000 W/m·K，優于大多數金屬材料。這一特性使其在熱管理系統中發揮重要作用，如用于電子芯片的散熱涂層或復合材料的導熱增強劑。研究表明，將多壁碳納米管加入聚合物基體，可使復合材料的熱導率提升數倍，同時保持輕質和耐腐蝕的優點。

化學穩定性與功能化也是多壁碳納米管的突出優勢。其表面可通過化學修飾引入羧基、羥基等官能團，改善與其他材料的相容性，拓展在生物醫學領域的應用。例如，功能化后的多壁碳納米管可用于*遞送系統，精準靶向癌細胞，或作為生物傳感器檢測特定生物分子。環境方面，其吸附能力被用于污水處理，*去除重金屬離子和有機污染物。

然而，多壁碳納米管的規模化生產和應用仍面臨挑戰。化學氣相沉積（CVD）法是主流制備方法，但成本較高且易引入缺陷。未來研究需優化合成工藝，提高產率和純度，同時深入探索其毒理學效應，確保環境與生物*性。盡管存在 hurdles，多壁碳納米管作為納米材料的核心成員，將持續推動能源、電子、醫療等領域的創新突破。

標題：`多壁碳納米管：納米科技新紀元`