Hva er de forskjellige typene karbon nanorør?

Strukturelt sett eksisterer det to grunnleggende typer karbon-nanorør (CNT-er) - enkeltveggede nanorør (SWNT) og flerveggede nanorør (MWNT) - men arrangementet av karbonatomgrupper i disse strukturene varierer også. Karbon nanorør er hovedsakelig sammenrullede ark med grafitt, som er bygd på en serie sammenlåsende, sekskantede, seks karbonatombindinger. Disse bindingene kan ordnes i en av tre konfigurasjoner: sikksakk, der de veksler i et lineært mønster ned langs lengden av den sylindriske nanorørveggen; lenestol, der strukturen er en samling av rette linjer med bindinger; og chiral, der bindingene driver på en lineær måte til en venstre eller høyre vinkel ned langs rørets lengde.

Innenfor denne grunnleggende klassen av strukturer, varierer karbon nanorør også ved å være rette sylindre, eller forvrengt på en måte som for eksempel kveilet eller forgrenet. Ytterligere former som er blitt opprettet inkluderer nanorør med en karbon bollballkule festet til den, kjent som en nanobud, og koppstablede nanorør, som er en serie av konkave, skiveformede strukturer rettet i rørform. Torus, eller smultringformede, nanorørstrukturer er også laget og har høye magnetiske momentegenskaper som vil gjøre dem nyttige som kraftige sensorer.

Strukturen til karbon nanorør bestemmer også deres fysiske og kjemiske egenskaper, der lenestol nanorør alltid er metalliske når det gjelder elektrisk ledningsevne, og sikksakk og chirale former er halvledende. De seks karbonbindinger som utgjør den grunnleggende sekskantede strukturen til en karbon nanorør er fordelt rundt 0,14 nanometer fra hverandre i sterke molekylære, kovalente bindinger. Disse valsede ark med grafitt blir deretter bundet til hverandre i flerveggede nanorør, som i det vesentlige er sylindere i sylindere, av svake van der Waals-krefter, i en avstand på omtrent 0,34 nanometer mellom sylinderveggene. Denne svake molekylære bindingen gjør at grafittarkstrukturene kan gli mot hverandre, noe som gjør det enkelt å gni av grafitt i applikasjoner som for eksempel når en blyant presses mot papir.

Andre typer karbon nanorør inkluderer ekstreme karbon nanorør, som ganske enkelt er variasjoner i den naturlige designen der de er veldig lange, korte eller tynne. De har bruksområder i bygging av kabel 20 til 100 ganger sterkere enn stål for f.eks. Romheis, og for kunstige muskler som kan operere i et temperaturområde fra -321 ° til 2800 ° Fahrenheit (-196 ° til 1 538 ° Celsius) ). Noen ekstreme nanorørfilmer er også i stand til å fange infrarøde bølgelengder av lys kjent som svart kroppsstråling eller varmestråling. Dette vil gjøre dem nyttige i solceller som kan fange opp denne varmen som sendes ut av jorden ut i verdensrommet om natten, noe som vil gi mulighet for generering av døgnet rundt med et effektivitetsnivå på over 35%, som er to til fem ganger bedre enn den for konvensjonelle solceller.