以富勒烯、金屬富勒烯和碳納米管為代表的碳納米材料,，在經(jīng)歷了20世紀(jì)90年代的研究高潮后,，已進入較為平穩(wěn)扎實的研究階段,。隨著研究的不斷深入，碳納米材料在人類生產(chǎn)和生活中正顯示出越來越多的不可替代的重要作用,。專家認(rèn)為，以富勒烯為代表的碳納米材料,，經(jīng)過多年的積累正處于大發(fā)展大突破的前夜，碳納米材料展示出令人鼓舞的應(yīng)用前景,。
推動納米科學(xué)繁榮
碳納米材料是納米科學(xué)最為活躍的研究領(lǐng)域之一,。納米科學(xué)的快速發(fā)展很大程度上得益于20世紀(jì)80年代以來發(fā)現(xiàn)的富勒烯,、納米管和石墨烯等碳納米材料,。目前,，碳納米材料已從富勒烯和納米管擴展到納米角,、石墨烯直至最近剛剛出現(xiàn)的石墨炔等一系列新材料,，并極大地推動納米科學(xué)的繁榮,。
以富勒烯為例,，其形成機理已基本明確,�,？茖W(xué)家們利用各種方法合成分離了小至C20,，大至C240的富勒烯,；進一步研究還發(fā)現(xiàn),，當(dāng)有金屬原子嵌入富勒烯內(nèi)形成金屬富勒烯或?qū)μ蓟\表面進行修飾,，極其不穩(wěn)定的違反獨立五元環(huán)規(guī)則的富勒烯亦可被穩(wěn)定下來，由此開辟了富勒烯研究的新領(lǐng)域,。
近年來,，我國在富勒烯和金屬富勒烯類功能材料研究方面也取得長足進步。中科院化學(xué)所,、廈門大學(xué)、北京大學(xué)等多家科研機構(gòu)在富勒烯和內(nèi)嵌富勒烯的合成、分離,、化學(xué)修飾、分子組裝,、生物醫(yī)學(xué)、光電材料,、催化等方面做了大量工作,，并在新結(jié)構(gòu)富勒烯研究,、富勒烯衍生物研究等方面取得系列成果。
碳納米管在機械方面具有非常高的機械強度和彈性,，在電子學(xué)方面具有優(yōu)良的導(dǎo)體或半導(dǎo)體特性；在光學(xué)方面具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性質(zhì),。納米管這些優(yōu)良的特性使其有可能被廣泛應(yīng)用在信息、光電,、生命,、能源,、傳感,、材料等各個領(lǐng)域，成為納米科學(xué)領(lǐng)域持久不衰的研究熱點之一,。目前，碳納米管科學(xué)仍處在快速發(fā)展之中,，新發(fā)現(xiàn)、新應(yīng)用層出不窮。
石墨烯是近幾年飛速發(fā)展起來的一種碳納米材料,。單層石墨烯厚度只有0.335nm，它最大的特性是導(dǎo)電速度極快,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他導(dǎo)體材料,，可用在導(dǎo)電薄膜,、電極材料、傳感器等方面,。石墨烯還有強度大的優(yōu)點，可作為添加劑廣泛應(yīng)用到高強度復(fù)合材料之中,。雖然石墨烯發(fā)現(xiàn)不足10年,，但已步入研究的黃金時期,。
大力推動應(yīng)用研究
富勒烯新材料的許多不尋常的特性幾乎都可以在現(xiàn)代科技和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)方面找到實際應(yīng)用，在許多高新技術(shù)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價值可能是關(guān)鍵性的和無法替代的,。基于富勒烯的單分子整流,、放大效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，顯示出富勒烯在納米電子學(xué)方面廣闊的應(yīng)用前景,；由C60衍生物制作的太陽能電池具有柔性和低成本等特點，其產(chǎn)品開發(fā)已接近實用階段,。
碳納米管由于其高機械強度和彈性、優(yōu)良的半導(dǎo)體特性,，以及高比表面積和強吸附特性，使其在儲能,、單電子晶體管、高能微型電池,、高能電容器、高溫防護材料等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景,。碳納米號角作為納米管的一種特殊形式，由于無催化劑污染,、均勻的納米尺寸結(jié)構(gòu)和大的比表面積和空腔，將在藥物的靶向輸送和緩釋方面有重要的應(yīng)用價值,。
石墨烯自從2004年被發(fā)現(xiàn)以來，有關(guān)的研究和新聞就未曾間斷過�,，F(xiàn)在，科學(xué)家首次證實了石墨烯是目前世界上已知強度最高的材料,。石墨烯由于具有優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能,，可望在高性能納電子器件、復(fù)合材料,、場發(fā)射材料、氣體傳感器及能量存儲等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用,。
工業(yè)化生產(chǎn)是碳納米材料應(yīng)用研究的基礎(chǔ)。與會專家指出,，目前碳納米材料的工業(yè)化生產(chǎn)問題還沒有完全解決。雖然納米管,、富勒烯等碳納米材料都可以實現(xiàn)量產(chǎn)，但是生產(chǎn)富勒烯的成本高,、納米管的純化難等技術(shù)問題亟待解決。富勒烯,、非常規(guī)富勒烯的制備問題是研究人員面臨的一項巨大挑戰(zhàn)；對于碳納米管,，其結(jié)構(gòu)可控制備可能是未來研究的重點,；而對于石墨烯來說,，如何獲得大面積、均勻的石墨烯仍是目前石墨烯制備中未攻克的難點,。
為實現(xiàn)碳納米材料的工業(yè)化應(yīng)用，其宏量制備是基礎(chǔ),。專家建議，對于富勒烯納米材料,，應(yīng)重點研究如何低成本大規(guī)模生產(chǎn),，提高產(chǎn)出率,；對于納米管材料，應(yīng)加強對層數(shù)可控,、手性可控、高純度,、少缺陷制備技術(shù)的探索；對于石墨烯類納米材料,，應(yīng)重點攻克大規(guī)模制備技術(shù)難題。
推動納米科學(xué)繁榮
碳納米材料是納米科學(xué)最為活躍的研究領(lǐng)域之一,。納米科學(xué)的快速發(fā)展很大程度上得益于20世紀(jì)80年代以來發(fā)現(xiàn)的富勒烯,、納米管和石墨烯等碳納米材料,。目前,，碳納米材料已從富勒烯和納米管擴展到納米角,、石墨烯直至最近剛剛出現(xiàn)的石墨炔等一系列新材料,，并極大地推動納米科學(xué)的繁榮,。
以富勒烯為例,，其形成機理已基本明確,�,？茖W(xué)家們利用各種方法合成分離了小至C20,，大至C240的富勒烯,；進一步研究還發(fā)現(xiàn),，當(dāng)有金屬原子嵌入富勒烯內(nèi)形成金屬富勒烯或?qū)μ蓟\表面進行修飾,，極其不穩(wěn)定的違反獨立五元環(huán)規(guī)則的富勒烯亦可被穩(wěn)定下來，由此開辟了富勒烯研究的新領(lǐng)域,。
近年來,，我國在富勒烯和金屬富勒烯類功能材料研究方面也取得長足進步。中科院化學(xué)所,、廈門大學(xué)、北京大學(xué)等多家科研機構(gòu)在富勒烯和內(nèi)嵌富勒烯的合成、分離,、化學(xué)修飾、分子組裝,、生物醫(yī)學(xué)、光電材料,、催化等方面做了大量工作,，并在新結(jié)構(gòu)富勒烯研究,、富勒烯衍生物研究等方面取得系列成果。
碳納米管在機械方面具有非常高的機械強度和彈性,，在電子學(xué)方面具有優(yōu)良的導(dǎo)體或半導(dǎo)體特性；在光學(xué)方面具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性質(zhì),。納米管這些優(yōu)良的特性使其有可能被廣泛應(yīng)用在信息、光電,、生命,、能源,、傳感,、材料等各個領(lǐng)域，成為納米科學(xué)領(lǐng)域持久不衰的研究熱點之一,。目前，碳納米管科學(xué)仍處在快速發(fā)展之中,，新發(fā)現(xiàn)、新應(yīng)用層出不窮。
石墨烯是近幾年飛速發(fā)展起來的一種碳納米材料,。單層石墨烯厚度只有0.335nm，它最大的特性是導(dǎo)電速度極快,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他導(dǎo)體材料,，可用在導(dǎo)電薄膜,、電極材料、傳感器等方面,。石墨烯還有強度大的優(yōu)點，可作為添加劑廣泛應(yīng)用到高強度復(fù)合材料之中,。雖然石墨烯發(fā)現(xiàn)不足10年,，但已步入研究的黃金時期,。
大力推動應(yīng)用研究
富勒烯新材料的許多不尋常的特性幾乎都可以在現(xiàn)代科技和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)方面找到實際應(yīng)用，在許多高新技術(shù)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價值可能是關(guān)鍵性的和無法替代的,。基于富勒烯的單分子整流,、放大效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，顯示出富勒烯在納米電子學(xué)方面廣闊的應(yīng)用前景,；由C60衍生物制作的太陽能電池具有柔性和低成本等特點，其產(chǎn)品開發(fā)已接近實用階段,。
碳納米管由于其高機械強度和彈性、優(yōu)良的半導(dǎo)體特性,，以及高比表面積和強吸附特性，使其在儲能,、單電子晶體管、高能微型電池,、高能電容器、高溫防護材料等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景,。碳納米號角作為納米管的一種特殊形式，由于無催化劑污染,、均勻的納米尺寸結(jié)構(gòu)和大的比表面積和空腔，將在藥物的靶向輸送和緩釋方面有重要的應(yīng)用價值,。
石墨烯自從2004年被發(fā)現(xiàn)以來，有關(guān)的研究和新聞就未曾間斷過�,，F(xiàn)在，科學(xué)家首次證實了石墨烯是目前世界上已知強度最高的材料,。石墨烯由于具有優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能,，可望在高性能納電子器件、復(fù)合材料,、場發(fā)射材料、氣體傳感器及能量存儲等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用,。
工業(yè)化生產(chǎn)是碳納米材料應(yīng)用研究的基礎(chǔ)。與會專家指出,，目前碳納米材料的工業(yè)化生產(chǎn)問題還沒有完全解決。雖然納米管,、富勒烯等碳納米材料都可以實現(xiàn)量產(chǎn)，但是生產(chǎn)富勒烯的成本高,、納米管的純化難等技術(shù)問題亟待解決。富勒烯,、非常規(guī)富勒烯的制備問題是研究人員面臨的一項巨大挑戰(zhàn)；對于碳納米管,，其結(jié)構(gòu)可控制備可能是未來研究的重點,；而對于石墨烯來說,，如何獲得大面積、均勻的石墨烯仍是目前石墨烯制備中未攻克的難點,。
為實現(xiàn)碳納米材料的工業(yè)化應(yīng)用，其宏量制備是基礎(chǔ),。專家建議，對于富勒烯納米材料,，應(yīng)重點研究如何低成本大規(guī)模生產(chǎn),，提高產(chǎn)出率,；對于納米管材料，應(yīng)加強對層數(shù)可控,、手性可控、高純度,、少缺陷制備技術(shù)的探索；對于石墨烯類納米材料,，應(yīng)重點攻克大規(guī)模制備技術(shù)難題。
