Οι νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs) είναι σωληνοειδείς νανοδομές που σχηματίζονται με τύλιγμα μεμονωμένων ή πολλαπλών στρωμάτων φύλλων γραφίτη. Διαθέτουν μοναδικές μηχανικές, ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες, παίζοντας έτσι πολλαπλούς ρόλους στην επιστήμη των υλικών και τις εφαρμογές της μηχανικής.
Πρώτον, τα CNT εμφανίζουν εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα. Οι νανοσωλήνες άνθρακα ενός τοιχώματος-μπορούν να επιτύχουν εξαιρετικά υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων, καθιστώντας τους κατάλληλους για την ενίσχυση της αγωγιμότητας αγώγιμων πολυμερών, σύνθετων υλικών ή ηλεκτρονικών συσκευών. Σε αισθητήρες, υπερπυκνωτές και εύκαμπτες ηλεκτρονικές συσκευές, τα CNT χρησιμοποιούνται συχνά ως εξαιρετικά αποδοτικά αγώγιμα δίκτυα για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης.
Δεύτερον, τα CNT έχουν εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Η αντοχή τους σε εφελκυσμό και το μέτρο του Young υπερβαίνουν κατά πολύ εκείνα του χάλυβα, καθιστώντας τα ένα σημαντικό υλικό πλήρωσης για την ενίσχυση των σύνθετων υλικών. Η εισαγωγή CNTs σε πολυμερείς ή μεταλλικές μήτρες μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή, τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά των υλικών, διατηρώντας παράλληλα τις ελαφριές ιδιότητές τους. Αυτό το ενισχυτικό αποτέλεσμα χρησιμοποιείται ευρέως στους τομείς της αεροδιαστημικής, της αυτοκινητοβιομηχανίας και των δομικών υλικών.
Επιπλέον, τα CNT διαθέτουν επίσης εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα και χημική σταθερότητα, καθιστώντας τα κατάλληλα για υλικά θερμικής διαχείρισης, συσκευές αποθήκευσης ενέργειας και υποστηρίγματα καταλυτών. Στον τομέα της αποθήκευσης ενέργειας, η υψηλή ειδική επιφάνεια και η δομή του αγώγιμου δικτύου των CNT τα καθιστούν ιδανικό πρόσθετο υλικό για μπαταρίες ιόντων λιθίου-, υπερπυκνωτές και κυψέλες καυσίμου. Στον περιβαλλοντικό και χημικό τομέα, τα CNT μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υποστηρίγματα καταλύτη ή προσροφητικά για την απομάκρυνση των ρύπων και την επιτάχυνση της αντίδρασης.
