أنابيب الكربون النانوية (CNTs) هي هياكل نانوية أنبوبية تتشكل عن طريق لف طبقات مفردة أو متعددة من صفائح الجرافيت. إنها تمتلك خصائص ميكانيكية وكهربائية وحرارية فريدة، وبالتالي تلعب أدوارًا متعددة في تطبيقات علوم المواد والهندسة.
أولاً، تُظهر الأنابيب النانوية الكربونية موصلية كهربائية ممتازة. يمكن للأنابيب النانوية الكربونية-المفردة أن تحقق حركة إلكترونية عالية للغاية، مما يجعلها مناسبة لتعزيز موصلية البوليمرات الموصلة، أو المواد المركبة، أو الأجهزة الإلكترونية. في أجهزة الاستشعار والمكثفات الفائقة والأجهزة الإلكترونية المرنة، تُستخدم الأنابيب النانوية الكربونية بشكل متكرر كشبكات موصلة عالية الكفاءة لتحسين الأداء العام.
ثانيًا، تمتلك الأنابيب النانوية الكربونية خصائص ميكانيكية استثنائية. إن قوة الشد ومعامل يونغ تتجاوز بكثير تلك الخاصة بالفولاذ، مما يجعلها حشوًا مهمًا لتعزيز المواد المركبة. يمكن أن يؤدي إدخال الأنابيب النانوية الكربونية في مصفوفات البوليمر أو المعدن إلى تحسين قوة المواد ومتانتها ومقاومة التآكل بشكل كبير مع الحفاظ على خصائصها خفيفة الوزن. يتم استخدام تأثير التعزيز هذا على نطاق واسع في مجالات الطيران والسيارات والمواد الإنشائية.
علاوة على ذلك، تمتلك الأنابيب النانوية الكربونية أيضًا موصلية حرارية ممتازة واستقرارًا كيميائيًا، مما يجعلها مناسبة لمواد الإدارة الحرارية وأجهزة تخزين الطاقة ودعم المحفزات. في مجال تخزين الطاقة، فإن المساحة السطحية العالية النوعية وبنية الشبكة الموصلة لأنابيب CNT تجعلها مادة مضافة مثالية لبطاريات أيون الليثيوم- والمكثفات الفائقة وخلايا الوقود. في المجالات البيئية والكيميائية، يمكن استخدام الأنابيب النانوية الكربونية كمحفز أو مواد ماصة لإزالة الملوثات وتسريع التفاعل.
