■ 什么是碳晶
碳屬于非金屬元素，碳是自然界中分布很廣的元素之一，在地殼中的含量約0.027%。
碳的存在形式是多種多樣的：
①有晶態單質碳如金剛石、石墨；
②有無定形碳如煤；
③有復雜的有機化合物如動植物等；碳酸鹽如大理石等。
晶態單質碳的物理和化學性質取決于它的晶體結構。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結構不同,各有各的外觀、密度、熔點等。
常溫下晶態單質碳的化學性質比較穩定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑……，在工業高科技上和醫藥高科技上，碳晶和它的化合物用途極為廣泛。
截止1998年底，在全球*大的化學文摘——美國化學文摘上登記的化合物總數為18.8百萬種，其中絕大多數是碳的化合物。
眾所周知，生命的基本單元氨基酸、核苷酸是以碳元素做骨架變化而來的。先是一節碳鏈一節碳鏈地接長，演變成為蛋白質和核酸；然后演化出原始的單細胞，又演化出蟲、魚、鳥、獸、猴子、猩猩、直至人類。這三四十億年的生命交響樂，它的主旋律是碳的化學演變。可以說，沒有碳，就沒有生命。碳，是生命世界的棟梁之材。
1991年，霍夫曼(Donald Huffman)和克雷許梅( Wolfgang Krätschmer)以電弧放電法高溫加熱石墨棒，從炭灰中分離出大量的碳六十，還有相關的碳簇(carbon clusters)分子如C70、C84、C120…等，統稱為富樂烯(fullerenes)，從此碳的同素異形體(allotrope)就不限于金剛石、石墨。
1991年日本NEC的飯島澄男(Sumio Ijima)也用電弧放電制造C60，在炭灰中發現了多層結構的奈米碳管(multi-walled carbon nanotubes，簡寫成mwnt)，隨后飯島與IBM的白頌(D. Bethune)各自獨立制造出單層結構的奈米碳管(single-walled carbon nanotubes，簡寫成swnt)。 顧名思義，奈米碳管就是由碳原子構成的中空碳管，就像是石墨層卷成管子，正是理想的奈米單元建材。早在1940年代，電氣爐邊就曾發現有直徑達數奈米至數微米的細碳絲，但數量非常少，當時沒有被重視。緊隨著奈米碳管的發現，奈米科技時代揭開序幕。 |
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