碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結構連接，具有許多異常的力學、電學和化學性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應用前景也不斷地展現出來。

碳納米管具有良好的傳熱性能， CNTs具有非常大的長徑比，因而其沿著長度方向的熱交換性能很高，相對的其垂直方向的熱交換性能較低，通過合適的取向，碳納米管可以合成高各向異性的熱傳導材料。另外，碳納米管有著較高的熱導率，只要在復合材料中摻雜微量的碳納米管 該復合材料的熱導率將會可能得到很大的改善。

單壁碳納米管是好的復合材料增強劑，可將其優(yōu)異的力學性能賦予復合材料，使復合材料表現出原本不具有的強度、韌性、彈性等。在納米探針方面，碳納米管可以用來制成分辨率更高、探測深度更大的掃描探針針尖。

碳納米管高強度碳纖維材料，既具有碳素材料的特有本性，又具有金屬材料的導電和導熱性，陶瓷材料的耐熱和耐腐蝕性，紡織纖維的可編織性，以及高分子材料的輕質、易加工性。將碳納米管作為復合材料可以表現出良好的強度、彈性。

硅是傳統(tǒng)的半導體材料。長期以來，整個半導體產業(yè)遵循摩爾定律，不斷縮小晶體管尺寸以提升其性能。而業(yè)界認為，摩爾定律將在2020年左右達到終點，即硅材料晶體管的尺寸將無法再縮小，芯片的性能提升已經接近其物理極限。在此背景下，人們一直在尋找能夠替代當前硅芯片的材料，碳納米管就是主要的研究方向之一。美國斯坦福大學、IBM公司的研究人員都在致力于該領域的研究。國際半導體技術發(fā)展路線圖近年來多次引用團隊的工作，來證明碳納米管是一個重要的出路。

碳納米管具有的物理化學性能。例如就導電性而言，碳納米管可以是金屬性的， 也可以是半導體性的，甚至在同一根碳米管的不同部位，由于結構不同，也會表現出不同的導電性，而且碳納米管的導電性與其直徑和手性有密切關系，碳納米管被認為是--維量 7-導體，有研究表明碳納米管的電流運載能力是銅導線的一千倍。又如碳納米管有優(yōu)異的力學性能，它的比重雖為鋼的1/6，而強度卻是鋼的100倍，因為碳納米管有極高的強度， 被人們認為是有強度重量比的纖維和強化相的形式，由于其特殊的結構，它還有很好的柔性、回彈性和抗畸變的能力。