田胜，池昊，顾晨露，李秀，童珊珊，徐希明

(江苏大学药学院，江苏 镇江 212013)

碳纳米管是由日本科学家饭岛澄男博士在研究富勒烯过程中发现的一种奇特碳结构[1]，因其独特的结构和物理化学性质，迅速成为生物医药领域的研究热点。碳纳米管是由石墨烯片同轴卷曲而成的新型纳米碳材料，按照石墨烯片层数不同，可分为单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes，SWCNTs)和多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes，MWCNTs)。

单壁碳纳米管是由一个单一的圆柱形石墨烯层组成，两端覆盖着一个半球形的碳网络，柱体的闭合是由于生长过程中包含了五边形和七边形的C-C结构，如图1A所示。而多壁碳纳米层与层之间无序排列，层间距为(0.34±0.01) nm[2]，直径为2～25 nm，长度为0.1～50.0 μm，内部结构如图1B。MWCNTs的外径一般大于2.5 nm，而SWCNTs的外径在0.6～2.4 nm之间。平面内sp2杂化的刚性s-键长为1.42 Å，具有极高的杨氏模量，而平面外p键则具有较弱的范德华层间粘合力。MWCNTs的不同壳体通过范德华力相互作用(在没有结构缺陷的情况下)，而SWCNTs形成管束，其中管间耦合也是由范德华力相互作用决定的。这些结构中强sp2键合和弱范德华力的不同程度的相互作用，是纳米管异常多样的力学行为的根源。MWCNTs结构与富勒烯相似，管壁主要是由sp2杂化的六边形碳原子网格围成，每个碳原子与相邻的三个碳原子键合。但这种同轴卷曲会导致纳米材料的量子限域效应和σ-π再杂化，π轨道离域后偏向管壁外侧，而C原子上的其他三个σ轨道偏离平面，使其比石墨具有更高的机械强度，独特的光学力学和催化性质，较大的比表面积以及良好的生物化学活性[3]。……