Наноматериали – въглеродни нанотръбички и тяхното приложение

Въглеродните нанотръбички с изключителната си здравина, термични и електрически свойства могат да имат голямо влияние върху развитието на материалознанието, електрониката и нанотехнологията. Благодарение на специализираните си структури и изключително малък диаметър те могат да бъдат използвани в създаването на ултра-тънки устройства за съхранение на енергия, което в днешния свят на  все по-малките уреди може да промени значително пазара и да замени кондензаторите и батериите или да ги направи много по-различни, отколкото ги познаваме сега.

Въглеродните нанотръби са алотропна форма на въглерод с цилиндрична наноструктура. Нанотръби са изградени в  съотношение на дължина към диаметър до 132 000 000:1, което е значително повече от всеки друг материал. Тези цилиндрични въглеродни молекули имат свойства, които ги правят много полезни в електрониката, оптиката, медицината, където се използват за суперкондензатори, радарни приложения, производство на медицински инструменти. Освен това поради здравината си – от 500 до 600 пъти по-голяма устойчивост на натиск на единица маса в сравнение с тази на стоманата, нанотръбичките намират все по-голямо приложение и в архитектурата и строителството. От друга страна те проявяват уникални електрически свойства и са ефективни топлопроводници.

Въглеродните нанотръби са от структурното семейство на фулерените* – част от които е „футболната топка”. Докато „футболните топки“ са сферични по форма, нанотръбата е цилиндрична, като поне единият ѝ край обикновено завършва с полусфера със структурата на футболна топка.

Името им произлиза от техния размер, тъй като диаметърът на една нанотръба е от порядъка на няколко нанометра (около 50 000 пъти по-малък от дебелината на човешки косъм), но на дължина те могат да достигнат няколко милиметра. Нанотръбите са класифицирани като едностенни (single-walled nanotubes – SWNTs) и многостенни (multi-walled nanotubes – MWNTs).

Научноизследователската дейност, свързана с въглеродни нанотръби, се развива много бързо и учените образуват все нови и нови форми, използвани в нови приложения и нови материали. Благодарение на тези уникални структури можем да гледаме на нанотръбите като на огромен пробив в науката и иновациите. Определено може да се заключи, че те ще бъдат голяма част от производството на малките устройства на бъдещето.

* Фулерен (на английски: fullerene) се нарича всяка молекула, съставена изцяло от въглеродни атоми, във формата на куха сфера, елипсоид или цилиндър. Сферичните фулерени са известни още като бъкиболи (ед.ч. бъкибол, на английски: buckyball), а цилиндричните — като въглеродни нанотръби.