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碳納米管的徑向尺寸可達到納米級，它的軸向尺寸可以達到微米級，管的兩端是密封的，是獨特的一維量子材料。優質的多層碳納米管由碳原子按六邊形方式布局構建而成，層與層之間維持約0.34nm的距離，直徑通常在2—20nm范圍內。碳納米管兼具了碳材料的優良性能，同時它還具有金屬的導電及導熱特性、具有與陶瓷材料的耐熱及耐腐蝕特性、具有與紡織纖維類似的編織性能和輕質、容易加工等優點，是一類極具潛力的高強碳纖維材料。碳納米管（CNTS）是一種兼具高強度、高彈性、抗疲勞性及各向同性的復合材料，有望實現其性能的跨越式發展。