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图1.1 碳纳米管富勒烯帽模型
图1.2 三种碳纳米管手性结构
1.1.2 碳纳米管的性能
虽然碳纳米管的化学元素组成简单，但它有许多的性能：力学性能、电磁性能、热稳定性能、场致发射性能和储氢性能。
1.1.2.1 力学性能
碳纳米管的弹性模量大于1Tpa，而且多壁碳纳米管层与层之间单剪切强度可以达到500MPa[13-15]。研究过程中还发现，碳纳米管具有很好的延展性、韧性，可以很大程度的拉伸和弯曲。决定材料强度的关键是长径比（长度与直径之比）。碳纳米管的长径比一般在1000:1以上，是一种极其理想的高强度材料。对碳纳米管进行轴向施压，即使外加的压力超过Euler强度极限，碳纳米管也不会发生断裂，而在超出它的弹性形变后，碳纳米管呈现出一种较为特殊的塑性形变来改变形状，从而达到消除应力的目的，即通过Stone-Wales 形变完成[16,17]。
1.1.2.2 电磁性能
由于碳纳米管的直径、螺旋度的不同，它具有金属导电性和半导体的特性。Ebbesen 等人在测量了多壁碳纳米管的电导后，从而证明了碳纳米管具有金属导电性和半导体性[18]。有报道指出，碳纳米管的磁性率较石墨、活性炭、富勒烯等其他碳材料要高[19]。
1.1.2.3 热稳定性能
由于碳纳米管是由石墨片卷曲而成，所以在它轴向上的热导率与金刚石是相同的，并且是已知物质中热导率最高的导热体。但是由于在径向上的热导率远远低于轴向的热导率，即，对于长径比极高的准一文碳纳米管来说，热量主要是沿着轴向传导而不是沿着径向传导[20]。
碳纳米管在3000K的温度之下结构稳定，并且碳纳米管的直径越小，其在高温条件下的热稳定性越高，热稳定性能越好。
1.1.2.4 场致发射性能
场致发射的冷阴极所发射的电流与发射体表面的电场强度成指数关系，即使发射体表面的电场变化极其微小，都会使发射电流产生较大的波动[21]。碳材料的场致发射性能的研究开始于金刚石。由于碳纳米管具有纳米级的发射尖端，利于电子发射，科学家们得以证实碳纳米管的场致电子发射效应极佳[22]。碳纳米管具有多重优点，如长径比大、强度大、韧性好、导电性能优良、化学稳定性高等，这些优点使得它具备高性能场致发射材料的基本结构特点。
1.1.2.5 储氢性能
由于碳纳米管可以视为是由石墨片卷曲而成的无缝中空管，而且它的直径在纳米级，氢分子的动力学直径为0.289nm，所以从理论上来说，单壁碳纳米管（SWCNTs）的中空管腔及管束内的间隙，多壁碳纳米管（MWCNTs）的中空管腔以及管壁各层之间的间隙都允许氢分子进入，并且能够作为氢储存的吸附位，碳纳米管具有大量的纳米尺寸的微孔缝隙，加之其自身的比表面积较高，故而碳纳米管具有非常优良的储氢性能，当然，其具体的储氢数量取决于碳纳米管的层数、端口的封闭状态、成束情况和内外径等，故而多壁碳纳米管的储氢数量相对较多[23-26]。
1.2 多壁碳纳米管的修饰药品及负载物质
1.2.1 壳聚糖的概述
壳聚糖（chitosan），化学名聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D 葡萄糖， 它是从自然界中广泛存在的几丁质（chitin ，又名甲壳素，是一种含氮的多糖类物质，多为虾蟹昆虫等甲壳的重要成分）中经过脱乙酰得到的，1859年，法国人Rouget首先提取出壳聚糖，由于这种天然的高分子物质在生物官能性和相容性、血液相容性、微生物降解等多个方面所拥有的优良性能，使它在医药食品、化工及水处理、金属提取及回收、生物化学和生物医学工程等众多领域中被广泛关注和应用，并取得了巨大发展。