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多壁碳納米管（Multi-Walled Carbon Nanotubes，簡稱MWCNTs）是一種由多層石墨烯片卷曲形成的同軸空心圓柱體結構材料，屬于碳納米管的重要分支。其獨特的層狀結構賦予了材料優(yōu)異的力學、電學、熱學及化學性能，使其在多個高科技領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。

核心特性

1、力學性能：多壁碳納米管具有極高的強度和韌性，其碳原子以六邊形晶格緊密排列，形成穩(wěn)定的管狀結構。這種結構使其兼具金屬的強度與陶瓷的耐腐蝕性，同時具備纖維材料的柔韌性，是理想的復合材料增強體。

2、電學性能：多壁碳納米管具有優(yōu)異的導電性，電子可沿管壁快速傳輸。其表面可通過化學修飾引入功能基團，進一步優(yōu)化導電網(wǎng)絡，適用于需要低添加量即可實現(xiàn)快速導電的場景。

3、熱學性能：材料具備高導熱率，軸向熱傳導效率突出，而徑向熱阻較大。這一特性使其適用于定向導熱材料的制備，可有效提升熱管理系統(tǒng)的效率。

4、化學穩(wěn)定性：多壁碳納米管在酸堿環(huán)境中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，其表面惰性層可抵抗化學腐蝕，同時可通過表面改性增強與聚合物的相容性，適用于復雜環(huán)境下的長期應用。

應用領域

1、能源存儲與轉換：作為電極材料，多壁碳納米管可提升電池和超級電容器的充放電效率，延長循環(huán)壽命。其高比表面積和中空結構為離子傳輸提供了快速通道，同時增強電極的機械穩(wěn)定性。

2、復合材料增強：在塑料、橡膠及金屬基復合材料中，多壁碳納米管可顯著提升材料的強度、剛度和耐磨性。其納米級尺寸和長徑比有助于在基體中形成均勻分散的增強網(wǎng)絡，降低材料密度的同時提升性能。

3、熱管理材料：利用其軸向高導熱特性，多壁碳納米管可用于制備導熱膠、散熱膜等材料，解決電子設備、LED照明等領域的散熱難題，確保設備在高功率運行下的穩(wěn)定性。

4、傳感器與電子器件：其優(yōu)異的電學性能和表面可修飾性使其成為氣體傳感器、生物傳感器及柔性電子器件的核心材料。通過功能化改性，可實現(xiàn)對特定分子的高靈敏度檢測。

5、環(huán)境治理：多壁碳納米管的大比表面積和孔隙結構使其在吸附重金屬離子、有機污染物等方面具有潛力，可用于污水處理和空氣凈化領域。