石墨烯和碳纳米管都是由碳原子组成的。碳纳米管可以被认为是卷成圆柱体的一片石墨烯（碳的六方晶格）。因此，通过“解压”碳纳米管，可以将其用作制造石墨烯的起点。

      石墨烯和碳纳米管都具有出色的机械和电子性能，而且通常很相似。因此，它们通常被视为许多类似应用程序的竞争对手。应该指出的是，还有一个研究领域侧重于将石墨烯和碳纳米管结合起来，并将它们一起用于电子、电池、传感器等各种应用。

      尽管材料之间存在这些相似之处，但它们之间仍然存在差异。石墨烯被认为是二维的，而碳纳米管通常被认为是一维的。此外，石墨烯（当具有原子纯度和完美蜂窝晶格的理想结构时）是一种零带隙半导体，而单壁碳纳米管则表现出金属或半导体特性，带隙从零到约2eV。

      由于准确定位和连接碳纳米管本身存在困难，因此使用碳纳米管通常被认为具有挑战性。石墨烯比传统的碳纳米管出现得更晚，更容易互连和掺杂，但也面临着一系列挑战，例如提取、操作和稳定性负担。

碳——许多材料的组成部分

      碳是一种非金属化学元素，通常被视为所有已知生命的常见元素。按质量计算，它是地壳中第15位最丰富的元素，也是宇宙中第4位最丰富的元素。

      碳有多种形式，每种形式都有自己的物理特性。这些形式包括众所周知的材料，如金刚石和石墨，它们仅由于结构中原子排列的变化而在物理特性上有所不同。其他不太为人所知的形式是富勒烯 - 球形、封闭笼式富勒烯称为巴克敏斯特富勒烯或“巴基球”，圆柱形富勒烯称为纳米管。另一种形式仅由平面二维晶格结构中的碳原子组成，称为石墨烯。还存在其他形式的碳原子排列，如无定形碳、Q-碳等。

什么是石墨烯？

      单层、二维石墨层称为石墨烯。因此，石墨烯基本上是一片以六角形布局排列的碳原子。石墨烯被认为是迄今为止发现的第一种二维材料，并且由于其具有众多特性，也被称为“神奇材料”。例如，石墨烯是宇宙中最强的材料之一，具有优异的热学和光学性能、优异的拉伸强度、相对透明度、惊人的导电性以及对大多数气体和液体的不渗透性等。

      石墨烯的许多属性使其成为对研究人员和开发人员有吸引力的材料，他们正在世界各地努力寻找该材料的无限用途。石墨烯的应用十分广泛，应用包括：触摸屏（用于LCD或OLED显示器）、计算机芯片、电池。能源发电、超级电容器、医疗设备、滤水器、太阳能电池等。

什么是碳纳米管？

      碳纳米管（通常缩写为CNT）是由碳原子组成的圆柱形分子。一片石墨烯可以卷起来制成碳纳米管。如果由一层碳原子制成，碳纳米管可以是单壁碳纳米管（SWCNT）；如果由多层石墨烯片组成，碳纳米管可以是多壁碳纳米管（MWCNT）。事实上，碳纳米管有各种直径、长度和官能团含量，可以根据特定应用定制其用途。

      碳纳米管的性能根据其特性而变化。例如，多壁碳纳米管通常是导电的，而单壁碳纳米管可以是导电的、显示半导体的特性或不导电。结构、长度、表面积、表面电荷、尺寸分布、表面化学、团聚状态以及样品的纯度等因素对碳纳米管的性能有很大影响。

      碳纳米管具有独特的机械、热学和电子特性，这使得它们对新材料的开发很有吸引力：令人印象深刻的机械拉伸强度、重量轻、良好的导热性等等。这些特性使碳纳米管对于电子设备、传感器和生物传感器、晶体管、电池、储氢电池、电屏蔽应用等具有吸引力。

      碳纳米管早在20世纪90年代初就已出现，并已在工程塑料、聚合物、显示器、防腐漆、薄膜和涂料、透明和非透明导电电极、涂料和防静电包装等领域得到了一些商业用途。更多的。此外，电池、燃料电池、太阳能电池、海水淡化等领域的积极研究也在进行中。