碳奈米管(CNT)力學結構獨特，具有優良的電學特性和很好的化學穩定性，是一種優秀的一維碳素奈米材料，被稱為奈米材料之王，在電學、力學、生物、環保等領域中有著非常廣泛的應用前景。碳奈米管用於製備感測器，用於生物和化學領域；也可用於電子產品中的做電容和電極材料。按照碳奈米管的管壁數目可分為單壁碳奈米管和多臂碳奈米管。

圖1 單壁碳奈米管

單壁碳奈米管：僅具有一層管壁，於1993年被S.Iijima等和DS.Bethune等採用電弧法，在石墨電極中新增一定的催化劑獲得。

圖2 多壁碳奈米管

多壁碳奈米管：由管狀的同軸奈米管組成的碳分子，被稱做的“Carbon nanotube”，即碳奈米管，又名巴基管。多壁碳奈米管最小層數為3。 1991年日本NEC公司基礎研究實驗室的研究人員Iijima使用高分辨透射電子顯微鏡觀察石墨電弧裝置中產生的球狀碳分子時，意外發現了多壁碳奈米管。

由於尺寸小和結構高度對稱，碳奈米管未成對電子的每個碳原子處於垂直於層片的軌道，因此具有顯著的量子效應和奇特的導電效能。根據不同捲曲情況，碳奈米管可表現出金屬型或半導體型兩種不同電學特性。電弧法可指的電導率很高的多壁碳奈米管，可承載10^7 A/cm2的電流密度，這是銅箔承載能力的1000倍。

多壁碳奈米管具有導電特性生產高性，常常和其他物質形成複合材料使用，如碳奈米管-金屬複合材料，碳奈米管-金屬氧化物複合材料，碳奈米管-聚合物複合材料等。這些複合材料具有機械效能好，易於加工，避免電荷積累而引起的爆炸的特點。