什么是碳纳米管？

　　碳元素在自然界中广泛存在，在金刚石、石墨和C60等富勒烯族被确定为碳元素在自然界中的单质形式以后，碳纳米管被很多人认为是第4种单质形式。碳纳米管(CNTs)又称巴基管(buckytubes)，可以定义为用石墨片层卷成的无缝中空的同轴圆柱体结构，严格的说是具有独特结构的准一维量子材料，可称为纳米材料之王。它重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。碳纳米材料在纳米材料技术开发中举足轻重，它将影响到国民经济的各个领域，是国际上研究的重点和难点。

　　碳纳米管按照石墨烯片的层数简单分类为：单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。

　　碳纳米管的应用

　　碳纳米管可提高电池导电率

　　碳纳米管具有最简单的化学组成及原子结合形态，却展现了最丰富多彩的结构以及与之相关的物理、化学性能。由于它可看成是片状石墨卷成的圆筒，因此必然具有石墨优良的本征特性，如耐热、耐腐蚀、耐热冲击、传热和导电性好、有自润滑性和生体相容性等一系列综合性能。纳米碳管的尺度、结构、拓扑学因素和碳原子相结合，又赋予了碳纳米管极为独特而又广阔应用前景的性能。

　　PVP在碳纳米管分散中的作用

　　碳纳米管因管间较强的范德华力作用而形成束状或者相互缠结，从而发生团聚，这严重限制了其在机械、热学和电学方面的应用。

　　聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是一种具有特殊结构的两亲性聚合物，吡咯烷酮基团为亲水基团，主链为C−C键的疏水性链段，具有亲油性，因而能够溶于水或醇、羧酸、胺烷烃等有机溶剂中。将这种两亲性结构的聚合物引入到CNTs表面，能够明显改善CNTs在水、有机溶剂和其他基体中的分散性能。

　　其中中等分子量的PVPK25和PVPK30对多壁碳纳米管的分散效果最佳，浆料黏度较低，呈现近牛顿流体特征，分散的多壁碳纳米管颗粒均匀，平均粒径相对较小，并具有较好的稳定性，同时其电阻率也较低，吸附量高于低分子量PVPK17和高分子量PVPK90的吸附量，并在多壁碳纳米管表面具有更好的空间位阻修饰效果，因而使得多壁碳纳米管几乎呈单根分散，缠结现象显著减少。