碳纳米管因其特殊的结构和性能，成为很多相关学科的重要前沿领域和热点课题。中国科学院化学研究所有机固体重点实验室在导电聚合物、C₆₀的化学与物理研究等方面有着很好的基础。朱道本院士及其研究组在该实验室开展了C₆₀富勒烯纳米管、导电高聚物纳米管以及有序阵列碳纳米管的合成、性质和器件研究，取得了一批有影响的成果：

C60纳米管的结构

　　⑴ 采用简便而有特色的研究方法，在国际上首次利用C₆₀粉末直接构筑C₆₀纳米管获得成功。所获得的C60纳米管是由C₆₀晶体生长而成，仍保留了共轭大π键结构。C₆₀纳米管与具有石墨结构的碳纳米管在结构上有本质的差异，这种具有共轭π电子结构的纳米管既保持了C₆₀分子的结构和性质，作为新的聚集态结构又具有准一维纳米材料的特点。该成果发表于《J. Am. Chem. Soc.》（2002，124，13370～13371）。

　　⑵ 首次在无外模板存在条件下，成功地制备出一系列自组装的导电聚苯胺（PANI）和聚吡咯（PPy）及其衍生物的微米/纳米管，达到国际领先水平，成为拥有自主知识产权的研究成果。在验证发明方法的可靠性和实用性、控制纳米结构的形貌和尺寸、发现微米/纳米管兼具电磁双功能的微波吸收特性、实现纳米管的光、电、磁多功能化以及研究纳米管自组装机理等方面都已取得重要的研究成果。在《Adv. Mater.》、《Macromolecules》、《Chem. Mater.》、《J. Mater. Chem.》和《Langmuir》等杂志上发表论文30篇，申请专利3项（授权1项）。论文发表后引起国际同行的广泛关注。美国化学会主办的Chemistry org. 网站的《Heart Cut》栏目对该成果进行了介绍和评述，并给予高度评价。

　　⑶ 通过高温裂解金属酞菁，得到了各种形态和结构的碳纳米管，并同时制备出阵列规整、尺寸均匀的二维碳纳米管阵列和蜂窝状的图案，并且首次制备了柱状等图案的三维碳纳米管阵列。研究了阵列碳纳米管的超双疏性能，是一种优良的超双疏材料。

　　直接在栅极绝缘层上大面积生长出阵列规整、结构均匀的碳纳米管薄膜。利用这种结构有序的阵列碳纳米管膜作为半导体材料，制备了薄膜晶体管器件。在室温下发现这种材料具有优良的场效应性能，在空气中其空穴的场效应迁移率比较高，为62.36cm2/Vs，开关比约为100。与有机薄膜晶体管相比，有机薄膜晶体管的场效应迁移率低并且在高温下性能降低，而碳纳米管在高温下其结构性能没有大的影响，一般多壁碳纳米管在空气中600℃才开始氧化。因此阵列碳纳米管薄膜晶体管在高温时也具有优良的性能和可靠性。

　　可控地合成了含氮量高的阵列氮化碳纳米管，并制备出了具有优良性能的场发射器件。

　　在《Angew. Chem. Int. Ed. Engl.》、《Adv. Mater.》、《Chem. Commun. J. Phys. Chem. B》、《Langmuir》 等杂志上发表论文20余篇，申请专利10余项，受到国内外同行的高度重视，多次在国际学术会议上作大会邀请报告。