Jaké jsou různé typy uhlíkových nanotrubic?

Strukturálně existují dva základní typy uhlíkových nanotrubic (CNT)-jednostěnné nanotrubice (SWNT) a multibodové nanotrubice (MWNT)-ale uspořádání skupin atomů uhlíku v těchto strukturách se také mění. Uhlíkové nanotrubice jsou v podstatě převrácené listy grafitu, které jsou postaveny na řadě vzájemných, šestik-uhlíkových atomových vazeb. Tyto vazby lze uspořádat v jedné ze tří konfigurací: klikata, kde se střídají v lineárním vzoru po délce válcové nanotrubičky; křeslo, kde je struktura sbírkou přímých linií vazby; a chiral, kde se vazby lineárního způsobují doleva nebo pravým úhlem po délce trubice.

V rámci této základní třídy struktur se uhlíkové nanotrubice také liší tím, že jsou rovnými válci nebo zkresleny nějakým způsobem, jako je stočená nebo rozvětvená. Mezi vytvořené další formy patří nanotrubice s sférou uhlíkových buckyball, známá jako Nanobud,a nanotrubice s poháry, které jsou řadou konkávních struktur ve tvaru disků zarovnané ve formě trubice. Byly také vyrobeny struktury nanotrubiny Torus nebo koblihy a mají vlastnosti s vysokým magnetickým momentem, díky nimž by byly užitečné jako výkonné senzory.

Struktura uhlíkových nanotrubic také určuje jejich fyzikální a chemické vlastnosti, kde nanotrubice křesla jsou vždy kovové z hlediska elektrické vodivosti a cik-zag a chirální formy jsou polovodivé. Šest uhlíkových vazeb, které tvoří základní hexagonální strukturu uhlíkové nanotrubice, jsou rozmístěny kolem 0,14 nanometrů od sebe v silných molekulárních kovalentních vazbách. Tyto válcované listy grafitu jsou poté vázány k sobě ve vícestěnných nanotrubičkách, které jsou v podstatě válci uvnitř válců, slabými van der Waalsovy síly, ve vzdálenosti asi 0,34 nanometrů mezi stěnami válců. Tento slabý molekulární bonD umožňuje strukturám grafitových listů proklouznout proti sobě, což usnadňuje otírání grafitu v aplikacích, jako je když je tužka přitlačena na papír.

Mezi další typy uhlíkových nanotrubic patří extrémní uhlíkové nanotrubice, které jsou jednoduše změnami přirozeného designu, kde jsou velmi dlouhé, krátké nebo tenké. Mají aplikace při stavbě kabelu 20 až 100krát silnější než ocel pro takové věci, jako je kosmický výtah, a pro umělé svaly, které mohou pracovat v teplotním rozmezí od -321 ° do 2 800 ° Fahrenheita (-196 ° až 1 538 ° CELSIUS). Některé extrémní filmy nanotrubičky jsou také schopné zachytit infračervené vlnové délky světla známé jako záření černého těla nebo tepelné záření. Díky tomu by byly užitečné v solárních článcích, které by mohly v noci zachytit toto teplo emitované Země do vesmíru, což by umožnilo nepřetržité výrobu energie na úrovni účinnosti více než 35%, což je dvakrát až pětkrát lepší než konventiOnal solární články.