カーボンナノチューブの種類は何ですか？

構造的には、単層ナノチューブ（SWNT）と多層ナノチューブ（MWNT）の2つの基本的な種類のカーボンナノチューブ（CNT）が存在しますが、これらの構造内の炭素原子グループの配置も異なります。 カーボンナノチューブは、本質的にグラファイトのロールアップシートであり、一連のインターロック、六角形、6炭素原子結合の上に構築されています。 これらの結合は、次の3つの構成のいずれかで配置できます。ジグザグ、円筒形ナノチューブ壁の長さ方向に直線パターンで交互に配置されます。 アームチェア、構造は結合の直線の集まりです; カイラル。結合は、チューブの長さ方向に沿って左または右の角度に直線的にドリフトします。

この基本クラスの構造内で、カーボンナノチューブは、真っ直ぐな円柱であるか、コイル状や分岐状などの何らかの形で歪んでいることによっても変化します。 作成された追加のフォームには、ナノバッドとして知られるカーボンバッキーボール球が付いたナノチューブ、およびチューブ状に整列した一連の凹状の円盤状構造であるカップスタックナノチューブが含まれます。 トーラス、またはドーナツ型のナノチューブ構造も作成されており、強力なセンサーとして有用な高磁気モーメント特性を備えています。

カーボンナノチューブの構造も物理的および化学的特性を決定します。アームチェアナノチューブは電気伝導性の観点から常に金属であり、ジグザグおよびカイラル型は半導体です。 カーボンナノチューブの基本的な六角形構造を構成する6つの炭素結合は、強力な分子共有結合で互いに約0.14ナノメートル離れています。 次に、これらのグラファイトの圧延シートは、多層壁ナノチューブで互いに結合されます。多層ナノチューブは、実質的にシリンダー内のシリンダーであり、弱いファンデルワールス力によって、シリンダー壁間の距離が約0.34ナノメートルです。 この弱い分子結合により、グラファイトシート構造が互いに滑るようになり、鉛筆が紙に押し付けられた場合などの用途でグラファイトを簡単にこすり落とすことができます。

他のタイプのカーボンナノチューブには、極端なカーボンナノチューブが含まれます。これは、非常に長い、短い、または細い自然なデザインの単なるバリエーションです。 宇宙エレベーターのようなものや、華氏-321°から2,800°（-196°から1,538°の温度範囲で動作できる人工筋肉）のために、スチールの20から100倍強いケーブルの建物に用途があります。 ）。 一部の極端なナノチューブフィルムは、黒体放射または熱放射として知られる赤外波長の光を捕捉することもできます。 これにより、夜間に地球から放出されるこの熱を宇宙に取り込む太陽電池で有用になり、24時間のエネルギー生成が35％を超える効率レベルで可能になります。従来の太陽電池のそれ。