Въглеродна нанотръба

Въглеродните нанотръби са алотропни форми на въглерода във формата на цилиндрични структури от въглеродни атоми. Те показват необикновени химични и физически свойства, които ги правят потенциално полезни в голямо разнообразие от приложения в нанотехнологията, електрониката, оптиката и различни области на материалознанието. Тези свойства включват извънредна механична якост, уникални електрически свойства и висока топлопроводници.

3D модел на три вида едностенни въглеродни нанотръби

Тази анимация на въртяща се въглеродна нанотръба показва нейната структура

Една нанотръба е член на структурното семейство на фулерените, което включва също „футболните топки“ (бъкиболс). Докато „футболните топки“ са сферични по форма, нанотръбата е цилиндрична, като поне единият ѝ край обикновено завършва с полусфера със структурата на футболна топка. Името им произлиза от техния размер, тъй като диаметърът на една нанотръба е от порядъка на няколко нанометра (около 50 000 пъти по-малък от дебелината на човешки косъм), но на дължина те могат да достигнат няколко милиметра. Има два основни вида нанотръби: едностенни и многостенни.

Производството на една нанотръба зависи от приложната квантова химия и по-точно от орбиталната хибридизация. Нанотръбите се съставени изцяло от sp² връзки, подобни на тези в графита. Тази свързваща структура, по-силна от sp³ връзките в диаманта, дава на молекулите тяхната уникална якост. Нанотръбите се подреждат естествено във „въжета“, държани заедно от вандервалсови сили. Под високо налягане нанотръбите могат да се снаждат, като сменят няколко sp² връзки за sp³ връзки, правейки възможно получаването на яки нишки с неограничена дължина чрез свързване на нанотръби под високо налягане^[1].

С уникалните си свойства като от 500 до 600 пъти по-голяма устойчивост на натиск на единица маса в сравнение с тази на стоманата, полупроводникови свойства нанотръбите биха имали потенциални приложения в строителството, електрониката, производството на кабели, като батерии, в съхранението на водород, суперкондензаторите, радарните приложения, производството на медицински инструменти и много други непознати и недостижими при сегашните им производствени цени ^[2].