多壁碳纳米管（Multi-Walled Carbon Nanotubes，简称MWCNTs）是一种由多层石墨烯片卷曲形成的同轴空心圆柱体结构材料，属于碳纳米管的重要分支。其独特的层状结构赋予了材料优异的力学、电学、热学及化学性能，使其在多个高科技领域展现出广阔的应用前景。

核心特性

1、力学性能：多壁碳纳米管具有极高的强度和韧性，其碳原子以六边形晶格紧密排列，形成稳定的管状结构。这种结构使其兼具金属的强度与陶瓷的耐腐蚀性，同时具备纤维材料的柔韧性，是理想的复合材料增强体。

2、电学性能：多壁碳纳米管具有优异的导电性，电子可沿管壁快速传输。其表面可通过化学修饰引入功能基团，进一步优化导电网络，适用于需要低添加量即可实现快速导电的场景。

3、热学性能：材料具备高导热率，轴向热传导效率突出，而径向热阻较大。这一特性使其适用于定向导热材料的制备，可有效提升热管理系统的效率。

4、化学稳定性：多壁碳纳米管在酸碱环境中表现出良好的稳定性，其表面惰性层可抵抗化学腐蚀，同时可通过表面改性增强与聚合物的相容性，适用于复杂环境下的长期应用。

应用领域

1、能源存储与转换：作为电极材料，多壁碳纳米管可提升电池和超级电容器的充放电效率，延长循环寿命。其高比表面积和中空结构为离子传输提供了快速通道，同时增强电极的机械稳定性。

2、复合材料增强：在塑料、橡胶及金属基复合材料中，多壁碳纳米管可显著提升材料的强度、刚度和耐磨性。其纳米级尺寸和长径比有助于在基体中形成均匀分散的增强网络，降低材料密度的同时提升性能。

3、热管理材料：利用其轴向高导热特性，多壁碳纳米管可用于制备导热胶、散热膜等材料，解决电子设备、LED照明等领域的散热难题，确保设备在高功率运行下的稳定性。

4、传感器与电子器件：其优异的电学性能和表面可修饰性使其成为气体传感器、生物传感器及柔性电子器件的核心材料。通过功能化改性，可实现对特定分子的高灵敏度检测。

5、环境治理：多壁碳纳米管的大比表面积和孔隙结构使其在吸附重金属离子、有机污染物等方面具有潜力，可用于污水处理和空气净化领域。