一、概述
碳納米管是一種新型的自組裝納米材料，由于其獨特的結構和眾多奇特物理力學性能，自九十年代初一經發現即受到物理、化學、材料學界以及許多高新技術產業部門的極大重視。特別是單根碳納米管的超強力學性能為研制超強復合材料創造了條件，但要制備出超強復合材料還需解決碳納米管的批量生產和碳納米管與基本材料高強度結合等一系列關鍵應用技術問題。
微米級尺寸的碳纖維復合材料具有強度高質量輕的特性，早已形成了產業得到了廣泛應用。微米尺寸碳化硅復合材料也已得到廣泛應用。碳纖維及碳化硅晶須研究過程中理論上早已預知要進一步在強度上突破，必須進一步減少尺寸提高縱橫比。這是由于小的晶須的缺陷遠比宏觀單晶小，從而能有較高強度。碳納米管由于其管徑為納米級，比微米級碳纖維小三個數量級，長徑比>103，且六邊形結構完美、質量輕。在理論上已得出其楊氏模量可達5tpa(1tpa=1012pa)，而試驗測量單根多層碳納米管楊氏模量平均為1.8tpa；碳納米管的抗拉強度為200gpa，是鋼的100倍、碳纖維的近20倍，且其重量僅為碳纖維的一半。此外實驗還發現其彎曲強度達14.2gpa，碳納米管所存應變能達100kev，在碳納米管破壞時應變高達20%。顯示出優良的韌性。因此碳納米管被認為"應是曾經制造出的最強的纖維，在強度／重量比方面是具有最高強度的纖維"