15年來，碳納米管已經成為納米技術領域的旗艦材料。科學家們深信，納米管可以應用于從微電子設備到癌癥治療的多個方面。理論研究發現，納米管的原子結構賦予了它們遠超過普通材料的機械和電特性。然而實驗研究卻一直無法得到相統一的結果。美國科學家的一項最新研究，首次用實驗方法測定了碳納米管的機械性質，結果直接符合理論預言。相關論文8月10日在線發表于《自然?納米技術》（Nature Nanotechnology）上。
 
      碳納米管通常是長幾微米、直徑小于30納米的圓柱形結構。微小的尺度令碳納米管十分結實，但同時也帶來了難以單個檢測的問題。正因為如此，實驗結果一般都與量子力學的理論預言大相徑庭。
 
      在最新研究中，美國西北大學的機械工程教授Horacio Espinosa和他的小組以及美國Argonne國家實驗室的科學家，利用一種基于微電機系統（MEMS）的納米尺度材料檢測系統，成功解決了上述問題。在透射電子顯微鏡提供實時原子成像的基礎上，該系統能夠對實驗中的載荷和位移進行電子測量。
 
      Espinosa說，“成像和測量分辨率以及原子結構缺陷令此前大部分實驗的結果模糊不清。而新方法消除了檢測結果中所有的不確定性，我們十分確信測定的全部數量，而且得到的結果也與量子力學語言十分吻合。”
 
      科學家進一步研究了碳納米管的電子輻射效應。論文第一作者Bei Peng表示，與此前通常認為的電子輻射會令破壞碳管的原子結構相反，“用強電子束照射多壁碳納米管后，組成納米管的殼與殼之間會形成化學鍵。這就好比將多重納米管結合成一個更強大的結構。”
 
      此前，科學家已經針對這種現象建立了理論。而最新的研究利用計算機原子建模模擬了碳納米管的原子結構，找到了由輻射引起的“交聯”（crosslinking）加強機制，證實了多壁碳納米管的特性可以由電子輻射輕易、可控地改變。
 
      論文合著者Mark Locascio表示，“利用輻射加強單個多壁碳納米管的手段同樣可以用于將單個碳納米管連接成束”，從而創造出大得多的基于納米管的結構。 
（《自然?納米技術》（Nature Nanotechnology），doi:10.1038/nnano.2008.211，Bei Peng, Horacio D. Espinosa）