Yapısal olarak, iki temel tip karbon nanotüp (CNT) vardır - tek duvarlı nanotüpler (SWNT) ve çok duvarlı nanotüpler (MWNT) - ancak bu yapılardaki karbon atomu gruplarının düzenlenmesi de değişir. Karbon nanotüpler, esas olarak birbirine kenetlenen, altıgen, altı karbonlu atom bağları dizisi üzerine inşa edilmiş olan toplanmış grafit levhalardır. Bu bağlar, üç konfigürasyondan birinde düzenlenebilir: zig-zag, burada silindirik nanotüp çeperinin uzunluğundan aşağıya doğru doğrusal bir düzende değişir; yapının düz bağ çizgileri topluluğu olduğu koltuk; ve şiral, burada bağlar doğrusal bir şekilde tüpün uzunluğu boyunca aşağı veya sola açılı olarak sürüklenir.
Bu temel yapı sınıfında, karbon nanotüpler ayrıca düz silindirler veya sarmal ya da dallanmış gibi bir şekilde çarpıtılarak değişebilir. Oluşturulan ek formlar, kendisine nanobud olarak bilinen, bir karbon buckyball küresi içeren nanotüp ve tüp formunda hizalanmış içbükey, disk şekilli yapılar dizisi olan fincan istiflenmiş nanotüplerdir. Torus veya donut şeklindeki nanotüp yapıları da yapılmıştır ve onları güçlü sensörler olarak faydalı kılan yüksek manyetik moment özelliklerine sahiptir.
Karbon nanotüplerin yapısı ayrıca koltuk nanotüplerinin elektriksel iletkenlik açısından her zaman metalik olduğu ve zig-zag ve şiral formların yarı iletken olduğu fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirler. Bir karbon nanotüpün temel altıgen yapısını oluşturan altı karbon bağı, güçlü moleküler, kovalent bağlarda birbirinden yaklaşık 0.14 nanometre aralıklıdır. Bu haddelenmiş grafit tabakaları daha sonra, silindir duvarları arasında yaklaşık 0.34 nanometre mesafedeki zayıf van der Waals kuvvetleri vasıtasıyla silindirler içinde silindirler olan çok duvarlı nanotüplerde birbirine bağlanır. Bu zayıf moleküler bağ, grafit levha yapılarının birbirlerine karşı kaymalarına izin verir; bu da, bir kağıda karşı basıldığında olduğu gibi uygulamalarda grafitin kolayca çıkarılmasını sağlar.
Diğer karbon nanotüp tipleri, çok uzun, kısa veya ince oldukları doğal tasarımdaki değişiklikler olan aşırı karbon nanotüpleri içerir. Kablo inşasında, bir uzay asansörü gibi şeyler için çelikten 20 ila 100 kat daha güçlü ve -321 ila 2,800 ° Fahrenheit (-196 ° ila 1,538 ° Celsius sıcaklık aralığında çalışabilen yapay kaslar için uygulamaları vardır. ). Bazı aşırı nanotüp filmler ayrıca siyah gövde radyasyonu veya ısı radyasyonu olarak bilinen ışığın kızılötesi dalga boylarını yakalayabilir. Bu, onları Dünya'nın gece uzaya yaydığı bu ısıyı yakalayabilen güneş pillerinde faydalı olacak ve bu da% 35'in üzerinde bir verimle 24 saat daha iyi olan 24 saat boyunca enerji üretimine izin verecek. geleneksel güneş pillerininki.
