碳納米管于1991年由S.Iijima 發(fā)現(xiàn)，其直徑比碳纖維小數(shù)千倍，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)今普遍使用的玻璃纖維。其主要用途之一是作為聚合物復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。

　　碳納米管基本上可分為單壁型和多壁型兩類。雖然他們乍看起來非常相似，但其制作方法和性能不盡相同。納米管的結(jié)構(gòu)決定它們是具有金屬性還是具有半導(dǎo)體性質(zhì)。大約三分之二的單壁納米管屬于半導(dǎo)體型，三分之一屬金屬型。至于多壁納米管，由于各層殼的性能的疊加，難以做出明顯區(qū)別，但大體上是金屬型。

　　碳納米管的力學(xué)性能相當(dāng)突出。現(xiàn)已測出多壁納米管的平均彈性模量為1.8TPa。碳納米管的強(qiáng)度比彈性模量實(shí)驗(yàn)值為30-50GPa。盡管碳納米管的拉伸強(qiáng)度如此之高，但它們的脆性不象碳纖維那樣高。碳纖維在約1%變形時就會斷裂，而碳納米管要到約18%變形時才會斷裂。碳納米管的層間剪切強(qiáng)度高達(dá)500MPa，比傳統(tǒng)碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料高一個數(shù)量級。

　　在電性能方面，碳納米管用作聚合物的填料具有獨(dú)特的優(yōu)勢。加入少量碳納米管即可大幅度提高材料的導(dǎo)電性。與以往為提高導(dǎo)電性而向樹脂中加入的碳黑相比，碳納米管有高的長徑比，因此其體積含量可比球狀碳黑減少很多。多壁碳納米管的平均長徑比約為1000;同時，由于納米管的本身長度極短而且柔曲性好，它們填入聚合物基體時不會斷裂，因而能保持其高長徑比。愛爾蘭都柏林Trinity學(xué)院進(jìn)行的研究表明，在塑料中含2%-3%的多壁碳納米管使電導(dǎo)率提高了14個數(shù)量級，從10-12s/m提高到了102s/m。

　　碳納米管已經(jīng)在一些國家獲得實(shí)際應(yīng)用，例如美國RTP公司開發(fā)了一系列納米管配混料，截止到2003年，可供的配混料類型有聚烯烴、聚酰胺、聚碳酸脂/ABS混合料、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚酯、聚苯硫醚、聚醚酰亞胺和聚醚醚酮，其它聚合物共混料也在開發(fā)之中。用于航天工業(yè)中的聚合物，在飛行時外部氣流與一般材料(如玻璃纖維)增強(qiáng)的樹脂之間產(chǎn)生的摩擦常引起靜電而干擾無線通訊。用碳納米管增強(qiáng)工程塑料將可以在大幅度提高基體樹脂力學(xué)性能的同時解決這一問題。美國國家航空與宇宙航行局(NASA)和休斯敦的Rice大學(xué)已在準(zhǔn)備碳納米管在航天領(lǐng)域與聚合物復(fù)合的首批應(yīng)用。