编者按

纳米碳材料是过去30年间最为活跃的研究领域之一．富勒烯、碳纳米管、石墨烯等一系列碳质新材料先后被发现，带来了丰富的新结构、新现象、新物理和新应用，掀起并带动了持续至今的纳米科技研究热潮．纳米碳材料之所以受到广泛关注是因为其特有的几何结构、以sp^2杂化为主的成键方式以及由此带来的优异的电学、力学、热学、光学等特性．例如，碳纳米管和石墨烯分别是已知最细和最薄的材料，具有远高于硅的载流子迁移率、最高的热导率和力学强度，以及优异的柔韧性．纳米碳材料的性能对结构变化极其敏感，如手性不同的单壁碳纳米管可表现为金属性或半导体性；单层石墨烯中的载流子为无质量的狄拉克费米子，双层石墨烯的载流子为有质量的狄拉克费米子．此外，纳米碳材料具有极高的稳定性，且易于大规模制备，因此可望在结构和功能增强复合材料、储能、光电检测与转换材料以及微纳电子器件等领域获得广泛应用，被认为是最有希望获得大规模实际应用的纳米材料，其实用化将对国家安全、信息通讯、新能源、航空航天、智能交通、资源高效利用、环境保护、生物医药等产业发展起到极大的推动作用．纳米碳材料已获得各发达国家政府和企业界的高度重视．2011年，电气和电子工程师协会（IEEE）和美国国家标准与技术研究院（NIST）开始建立纳米碳材料技术标准；2013年，欧盟启动为期10年、总额10亿欧元的石墨烯旗舰计划；美国杜邦公司投巨资用于航空航天领域；日本东丽公司和欧洲ARKEMA，NANOCYLE公司重点投资碳基透明导电薄膜和高分子导电复合材料等；美国IBM公司于2014年宣布在未来5年投入30亿美元研发7nm碳纳米管芯片．可以预见，纳米碳材料将在储能器件、复合材料、柔性显示、光通信、高频晶体管、柔性晶体管和碳基大规模集成电路等领域获得广泛应用．