碳纳米管主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间的距离约0.34nm，直径一般为2~20 nm。根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种，碳纳米管的独特结构赋予它们优异的力学、电学、热学、声学甚至磁学、光学等多方面的性能和广阔的应用前景。
张如范教授主要从事碳纳米管的相关研究，并且在碳纳米管可控制备、性能表征及应用、超强碳纳米管纤维可控制备等方面取得一定成果，1）制备出单根长度达到55 cm且结构完美的超长碳纳米管（至今仍为世界最高纪录）；制备出拉伸强度达80 GPa的超强碳纳米管管束；实现了单根碳纳米管的光学可视化并首次发现厘米级碳纳米管管层间的超润滑现象等。
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