11月3日，2020年国家科技奖正式揭晓，主要有3个奖项，其中国家自然科学奖有46个项目获奖，国家技术发明奖有61个项目获奖，国家科学技术进步奖有157个项目获奖。
需要特别注意的是，中国航空工业集团有限公司顾诵芬院士和清华大学王大中院士获得国家最高科学技术奖。
除此之外，从获奖名单中，笔者注意到获奖项目所涉及的领域非常广泛，如医药、电气工程、半导体、生态环境、化工、有色金属、农业、石油石化、轨道交通、纺织、新能源、材料等等。
从中可以看出国家科技奖涵盖的范围之广，一方面说明国家很重视这些领域，另一方面也肯定了上述领域中的获奖项目的研究价值。
比如，其中一个北京大学研究者们的项目“单壁碳纳米管的可控催化合成”就研究了一种很特别的材料，此材料性能很好，应用领域十分广泛，是各领域内研究者们十分关注的热点材料，它就是碳纳米管（CNTs）。
碳纳米管和石墨烯一样，被正式发现的时间并不长，据悉，正式发现的时间是1991年，是一种圆管状的、两端可封口的直径尺寸为纳米量级的、长度为微米量级的一维纳米材料。
其更细致的结构是由呈六边形排列的碳原子构成数层，最终呈中空状的圆管形的材料，更详细的我们可以看下图。
碳纳米管更加专业一点的解释有如下几种：
碳纳米管是1991年被明确报道的一种碳纳米结构，是由碳原子构成的石墨烯片层卷曲而成的无缝、中空的管状材料，根据管壁层数可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。 ——《碳纳米管》，刘畅、成会明等
碳纳米管是由sp2杂化的碳原子为主，混合有sp3杂化碳所构筑成的一维管状结构…… ——《碳纳米管》，刘畅、成会明等
碳纳米管是一种由碳原子经sp2杂化形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空管体新型纳米材料。 ——赵传欣,陈高云,顾恰敏,刘敏.碳纳米管及其复合材料的应用研究进展[J].现代盐化工,2021,48(04):22-25.
看完这几种专业的解释，对于碳纳米管，可以有一个更好的理解，总体上，我们主要了解到碳纳米管是一种纳米材料，尺寸非常小，由碳原子组成，与石墨烯有关系，并且呈中空管状。
这种材料看起来结构不怎么复杂，但是太小，而且不是自然中直接发现的材料，自发现后，研究者们就孜孜不倦地研究这种材料的制备及应用等。
之所以它可以引起从发现起到现在的研究热潮，正是因为它良好的性能。
由于它特殊的结构和材质等，具有良好的耐热性、耐腐蚀性、导电性、高温强度、自润滑性和生物相容性、场发射性、稳定性等综合性能。
比如，其导电性可呈金属、半金属和半导体性，可以通过改变手性角和直径来调控其传导性，很灵活，还有很好的导电能力，而其他物质的传导性，一般不容易改变；还有很好的弹道输运性能，简单说，这个特点可以传输量子力学电子波而不让信息丢失，可用于开发量子计算机等。
还有其是已知的强度最大、刚度最高的材料之一，据悉，大约为钢的100倍，而密度只有钢的1/6，并具有很好的柔韧性，重量很轻。
除此之外，其准一维中空管状的结构，是很特别的，可用于一维固体物理的理想理论模型的研究，它还给物理学家提供了最细的毛细管，给化学家提供了进行纳米化学反应最细的试管，总体上，由于其特性，可以很好的用于相关学科的基础研究。
而上述性能是其他材料很难都具备的，其中部分性能，哪怕和石墨烯、富勒烯等相比，也是更好的。
正因为如此，它有很广泛的应用前景，其价值，被有的学者形容要用一本书才能说完，而富勒烯只需要一页纸。
比如，它可以应用到纳米尺度的器件制作（如显微镜的扫描探针）、一些纳米材料制作的模板、电子材料和器件（如碳纳米管集成电路存储器）、复合材料的增强剂、能量储存与转化（如超级电容器电极材料）、催化及吸附材料、生物及传感材料（如抗癌药物阿霉素借助碳纳米管的输运作用可获得60%载药量，和其他材料相比要多很多）等等。
据最近研究表明，目前，碳纳米管已经可以应用到生物医药领域的抗菌、制作组织工程支架、作为药物载体、用于肿瘤治疗等方面。
还可以应用到电容器、电化学传感器、光电器件、储能电池、复合材料、触摸屏等领域。
并且在碳纳米管中，单壁碳纳米管的应用价值更高，相比多壁碳纳米管。
据相关统计，2013年，单壁碳纳米管的价格约是多壁碳纳米管的16倍以上，而具有半导体性或金属性的单壁碳纳米管等特种碳纳米管更昂贵，当年的价格约500美元/mg。
从价格上，也可以看到，这种材料的珍贵，以及它的重要度。
更加有趣的是，科学家们，利用碳纳米管的特性，经过研究，还在1999年发明了精度在10-17kg的“纳米秤”，能够称量单个病毒的质量，随后科学家还研制出能称量单个原子的“纳米秤”。
除此之外，在2013年，斯坦福大学的研究者们还利用碳纳米管制作了世界上第一台碳纳米管计算机。
可以看出，这种材料很神奇呀！
不过，正如前文所说，其很难在自然界中直接发现，需要人工制作，而碳纳米管的整个制备及应用的正式发展历史虽然不长（从1991年到现在，也就约30年），但是之前的研究史也不短。
如上世纪七八十年代发现了富勒烯（与碳纳米管、石墨烯、石墨炔一样，都是碳的同素异形体），引起了富勒烯的研究热潮。
而富勒烯的研究促进了碳纳米管的发现，是由日本电子公司（NEC）的饭岛博士于1991年正式发现的。
此前，据资料显示，碳纳米管可能早在19世纪末被制备出来了，其后，类似的研究发现也不少，只是由于知识局限，而没有确认。
碳纳米管被发现后，研究者们通过不同的方法，陆续制备了单壁碳纳米管、多壁碳纳米管等。
到今天，已经积累了碳蒸发法、含碳气体及烃类或有机金属化合物的催化热解、固相热解法、电化学法、含碳无机物转化法、环芳构化形成筒状齐聚物等新的合成方法、扩散火焰法等制备的方法，其中，激光烧蚀法、电弧法和化学气相沉积法是主要的制备方法。
除此之外，随着碳纳米管的研究，其分类也不断地被细化，碳纳米管更详细的分类有：
根据碳纳米管的导电性质可将其分为金属型碳纳米管和半导体型碳纳米管；
按照是否含有管壁缺陷可以分为：完善碳纳米管和含缺陷碳纳米管；
按照外形的均匀性和整体形态，可分为：直管型，碳纳米管束，Y型，蛇型等。
关于上述碳纳米管的研究发展，相关的科学研究者们，也作出了巨大的努力，正是因为一步步的研究的积累，这种材料才逐渐被制造出来，并作为各领域应用的材料，成功地发挥了其应用价值。
尽管如此，据相关资料显示，有的领域，碳纳米管的成果产品可以大规模被制造并应用；有的领域虽然制造出了样品，但是量产和应用还有些困难，这和碳纳米管的精小不无关系，由此碳纳米管还有很大的研究和发展空间。
因此，如果搜索数据库，我们还可以看到很多令人惊喜的研究，也可以感慨这种材料的伟大。
比如，SpecialSci专题库中就有很多关于碳纳米管（Carbon Nanotubes）的研究，如果好奇这种材料还有哪些惊喜的价值等着被看到，可以扫描下方二维码看相关的英文文献。
点击文末阅读原文，进入SpecialSci国道外文特色专题数据库首页。