Теоретическая часть. Нанотрубки – полые цилиндрические структуры углерода, состоящие из шестиугольных фрагментов

Нанотрубки – полые цилиндрические структуры углерода, состоящие из шестиугольных фрагментов. Нанотрубки были открыты Иджимой в 1991 году на углеродном депозите. Он наблюдал с помощью электронного микроскопа тонкие нити диаметром порядка нескольких нанометров и длиной до нескольких микрон. Диаметр нанотрубок 1-100нм, длина до нескольких микрон. Впоследствии было обнаружено, что нанотрубки бывают однослойные и многослойные, с открытыми и закрытыми концами.

По структуре различают кресельные, зигзагообразные и хиральные нанотрубки. Нанотрубки могут обладать металлическим или полупроводниковым типом проводимости в зависимости от их структуры. Они могут также менять тип проводимости при деформации. Нанотрубки обладают экстремально высокими упругими свойствами. Модуль упругости нанотрубок 1ТПа (в 5 раз выше, чем для стали), сопротивление на разрыв 60ГПа (в 10 раз выше, чем для стали). Благодаря своим высоким прочностным характеристикам углеродные нанотрубки могут найти применение для создания композиционных материалов нового поколения.

Нанотрубки используются в самых различных сферах: наноэлектронике(ячейки памяти, транзисторы на основе нанотрубок и применение нанотрубок в качестве проводящей разводки для наноэлектронных схем), хранение водорода и других газов(обсуждаются способы заполнения нанотрубок водородом для использования, например, в качестве экологически безопасного автомобильного топлива), создание нанопроводов из нанотрубок, биосенсоры на основе нанотрубок, газовая нанотурбина на основе нанотрубок, медицина(устройства, которые смогут сканировать человеческий организм в поисках молекулярных признаков рака, и определения местонахождения и формы опухолей).