الأنابيب النانوية الكربونية هي هياكل أنبوبية متناهية الصغر تتكون من ذرات الكربون. وهي تتألف من طبقات واحدة أو متعددة من ذرات الكربون مرتبة في شبكة سداسية ، مما يقدم شكلًا مشابهًا للأنابيب النانوية ملفوفة. الأنابيب النانوية الكربونية لها خصائص ميكانيكية ممتازة ، والتوصيل الكهربائي والتوصيل الحراري ، وبالتالي جذب أبحاث واسعة النطاق واهتمام التطبيق.
يتم اختصار أنابيب الكربون النانوية ، والمعروفة أيضًا باسم أنابيب بوكي ، على أنها CNT باللغة الإنجليزية. فهي مواد كمية أحادية البعد تتشكلها شباك طبقة أو أكثر من الجرافين حول محور مركزي بزاوية حلزونية معينة. تم اكتشاف ذلك لأول مرة من قبل Seio Ijima في عام 1991. نسبة العرض إلى الارتفاع ونقاء الكربون من الأنابيب النانوية الكربونية ، كمؤشران أساسيان يؤثران على الموصلية الكهربائية ، يحددان مباشرة أداء منتج الأنابيب النانوية الكربونية. كلما كان القطر الأرق وطول طول الأنابيب النانوية الكربونية ، كلما كان الموصلية الكهربائية أفضل.
CNT لديها خصائص رائعة في جوانب متعددة:
1) الخصائص الميكانيكية: لها مرونة ومتانة عالية للغاية ، مع معامل يونغ ما يقرب من ستة أضعاف من الصلب وقوة الشد 100 مرة من الصلب. وهي أيضًا المادة ذات أعلى قوة محددة في الطبيعة في الوقت الحاضر.
2) الخواص الكهربائية: الموصلية الكهربائية أفضل بكثير من المواد مثل الجرافين والكربون الأسود. علاوة على ذلك ، كلما أرق قطر الأنبوب وطول الطول ، كان التوصيل الكهربائي أفضل.
3) الموصلية الحرارية: الموصلية الحرارية العالية للغاية ، مع توصيل حراري ضعف ما هو الماس في درجة حرارة الغرفة. لديها توصيل حراري محوري ممتازة ولكن ضعف التوصيل الحراري الشعاعي ، ويمكن استخدامه لتجميع المواد الموصلة الحرارية متباين الخواص.
4) الاستقرار الكيميائي: يحتوي على مقاومة الحمض والقلوي. يمكن أن تؤدي إضافة أنابيب الكربون النانوية إلى مركبات البوليمر إلى تعزيز مقاومة الحمض الخاصة بالمادة ومقاومة الأكسدة.
5) أداء الليثيوم الممتاز: تجويفات أجوف الأنابيب النانوية الكربونية ، والثغرات بين الأنابيب ، والفراغات بين الطبقات على جدران الأنبوب ، والعيوب المختلفة في بنية الأنبوب توفر مساحة تخزين وفيرة وقنوات النقل لأيونات الليثيوم.