奇妙的极受欢迎碳纳米管是发现于1991年。自那时以来，该微型管吸引了许多科学家致力于开发其新的应用。他们有可能成为二十一世纪的材料，刺激整个行业，很多预算被投入进来期待制造下一代超级产品。

碳纳米管是由三大技术所诞生的产品：电弧放电，激光烧蚀和化学气相沉积。正在研究新的方法预示着将来还有会更为经济的方式来生产纳米粒子。

在电弧放电，两个纳米管催化剂创建一个碳弧气放电电极，那不管从碳蒸气向外生长。在激光烧蚀技术中，高功率激光束加热在甲烷或一氧化碳气体中加热一定数量的碳。利用化学气相沉积等离子状态特殊气体，用来将碳纳米管直接沉积到表面。激光烧蚀基本上能生产出数量较少的清洁纳米管，而电弧放电方法一般生产出大量的不纯的材料。所有这些方法建立，运行和生产都十分昂贵，如果只是生产一小部分的话那代价实在太大。

碳纳米管的典型生产一般有一批低电导率的粒子，以及半导电管和一小部分高导电粒子。关键是优化生产工艺，以最高比例生产出您需要的管子。

碳管的排列基本按照其管壁特点分为几组：单壁碳纳米管（SWNTs），双壁（DWNTs）和多壁 （MWNTs）壁碳纳米管。还以尺寸大小，特性，或者纤维类型再进行细分。

单壁和多壁碳纳米管产品都具有异常高的结构强度。碳管有很高的表面积（每克面积为数百平方英尺），高熔化温度（3500℃）和高杨氏模量强度（1000gpa），强度为钢材的1万倍。一些碳管还具有高导电性——1000的S /cm，即铜的20倍，相应的有着非常高的热导率3000W/m° C，10倍于铜。这些都是备受关注的属性。

这真的是一个规模问题;碳纳米管一原子厚的石墨板12.5万倍，是人类头发粗细。典型的纳米粒子是氢原子仅为25宽 - 与此相比，在你的口袋里一分钱的12,500,000纳米。纳米管的直径范围从不到1纳米到40纳米。

从SWNTS和MWNTs中分离双壁碳纳米管是一个巨大的工程。这个问题是由于向金属碳发射高温气体制造引起的 – 然后把所有东西从炭黑（soot），变成巴基球，再到4-5种不同的碳管，通常一个水浴可以用来分离不同的管子，每种都有不同的密度。通过改变水浴的表面张力和密度，特定的管子将会浮起来以便于被采集。

碳纳米管及其超高性能是非常吸引人的，但在纳入我们世界的同时也显示除了其问题的一面。

碳管往往只在一个方向的，他们不能与金属或胶体混合得很好，因为碳的非湿润表面。碳管与其他碳纳米管串起来的时候导电性能变差。

但最大的搅局者仍是价格：单壁碳纳米管的最新报价在每公斤$ 20,000左右，而多壁管的每公斤1万。虽然价格开始下降，但你要小心 - 你可能会遭遇到不良，混杂了大量碳灰和金属的材料。许多技术人员曾试图将其与印刷油墨和金属铸件相结合，却发现碳纳米管无法胜任。碳纳米管具有很高的表面积。由于表面积增加，表面上也增加了静态能量 – 相比纳米管的尺寸静态能是如此之大，以至于能量只会聚集，不会消散。

尽管我们也读到了很多关于碳纳米管的潜力，但大多都还是存在与科学家头脑中的创造构思，总体而言碳纳米管尚未进入任何日常生活中。最简单的应用是加强塑料。碳管高静态属性能够使油漆附着力增大，并增加塑料材料的强度。在电子领域引入纳米管的主要问题是——PCB作为超细线或硅晶体管——无法将管子按照电互连排布。

作为一个碳管，有电流通过，几乎不会产生热量。相反，在典型的正常铜导线，由于电子通过导线，撞击并驱赶其他电子。而这一系列的碰撞产生了摩擦和热量。在碳管的电子都是很平稳得流动，遇到得碰撞很少。碳纳米管也有不同的机制来传递热量，从而不会表现出热电效应。这是由两个接触点的温度差形成电流的导体的基本特性。碳纳米管是有机金属，不像普通的金属。大多数金属有电子流，而碳纳米管传到热得方式更像是钻石不经由电子。

碳纳米管的高电流密度不会导致电迁移和热迁移，它只产生了传统的金属电流产生热的1%，如铜。碳纳米管的独特性能，让工程师有一天会实现今天因为常规金属局限性所不能达到的体积更小，速度更快和功能更强大的新设备，。

但是美国正在逐渐失去这一技术源泉；在欧洲亚洲有更多的钱被花在纳米科技的研究上。

对于PCB的应用，碳纳米管的导线将提供低于目前铜导体的电阻。在高功率电路，碳纳米管互连将减少热损耗，冷却要求远远低于铜线。

如金属线，纳米管随着电流增加而发热。在某些时候，碳纳米管甚至会燃烧，就像导线熔断一样。期待一个全超导的纳米碳管，以取代印刷电路板的铜箔。但是，我们更接近的是纳米改性印刷电路板铜箔，使其具有更低的电阻和更大的电流承载能力。

随着在纳米金属基和新的纳米改性有机胶体方面研究的拓展，我们可以预期，在PCB制造中会有更大的应用。在未来五年，我们可以预计电子制造业会因为碳纳米技术发生大变化

 Robert Tarzwell is president of DMR Ltd., a PCB technology and resources provider. He can be reached at bob@dmrpcb.com.