碳納米管硬是因為碳納米管由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管 。層與層之間保持固定的距離，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，因此碳納米管硬度極高 。碳納米管由單片純石墨構(gòu)成 。是一種簡單的“無縫圓柱形中空纖維”，它相對原子質(zhì)量較低，分子排列密集且以納米為單位 。碳納米管作為一維納米材料，因此重量很輕 。
【碳納米管為什么又硬又輕】碳納米管具有良好的力學(xué)性能，CNTs抗拉強(qiáng)度達(dá)到50～200GPa,是鋼的100倍，密度卻只有鋼的1/6，至少比常規(guī)石墨纖維高一個數(shù)量級；它的彈性模量可達(dá)1TPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的5倍 。對于具有理想結(jié)構(gòu)的單層壁的碳納米管，其抗拉強(qiáng)度約800GPa 。碳納米管的結(jié)構(gòu)雖然與高分子材料的結(jié)構(gòu)相似，但其結(jié)構(gòu)卻比高分子材料穩(wěn)定得多 。碳納米管是目前可制備出的具有最高比強(qiáng)度的材料 。若將以其他工程材料為基體與碳納米管制成復(fù)合材料，可使復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度、彈性、抗疲勞性及各向同性，給復(fù)合材料的性能帶來極大的改善 。
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