خواص نانو لوله های کربنی :

یکی از خواص نانو لوله ها این است که آنها بسیار قوی هستند . استحکام کششی بر اساس تحمل کشش یک ماده بدون پاره شدن اندازه گیری می شود . استحکام کششی نانو لوله های کربنی ، 100 برابر بیشتر از فولاد با قطر یکسان است .

دو چیز وجود دارد که این قدرت و استحکام را توضیح میدهد . اولین مورد قدرت  نیرویی است که از پیوند کربن- کربن تامین می شود . دومین مورد این است که هر  نانو لوله کربنی یک مولکول بزرگ هست . این بدان معنی است که نقاط ضعفی که در سایر مواد مانند فولاد وجود دارد در نانو لوله های کربنی یافت نمیشود . اگرچه نانو لوله های کربنی قوی و مستحکم هستند ولی این مواد الاستیک اند .  یعنی برای خم کردن این مواد نیروی زیادی لازم است . اما وقتی آن را رها میکنید به سرعت به حالت اولیه ی خود بر میگردد . محققان از میکروسکوپ نیروی اتمی برای خم کردن نانو لوله ها استفاده کرده اند تا خاصیت الاستیکی آن را اندازه بگیرند . ارزیابی با میکروسکوپ الکترونی  عبوری نشان می دهد که پیوند ها در شبکه ی اتمی ، وقتی که آنها  را خم یا فشرده میکنید نمی شکنند . مدول یانگ برای نانو لوله های کربنی 5 برابر بیشتر از استیل است . علاوه بر استحکام و الاستیک بودن ، نانو لوله های کربنی بسیار سبک وزن بوده و چگالی آنها  یک چهارم فولاد است. این مواد رسانای خوبی برای گرما و الکتریسیته هستند . برخی از محققان پیش بینی میکنند که رسانایی گرمایی نانو لوله ها ،10 برابر بیشتر از نقره است . در حالیکه رسانش گرمایی فلزها بستگی به حرکت الکترونها برای انتقال گرما دارد ، در نانو لوله های کربنی رسانش گرمایی توسط ارتعاش پیوندهای کوالانسی که اتم های کربن را کنار همدیگر نگه داشته اند ، انجام می شود . سختی پیوند اتم های کربن ،به انتقال این گرما در طول نانو لوله ها کمک میکند.الماس که شبکه ای از اتم های کربنی با پیوند کوالانسی است از  همین روش برای رسانش گرمایی استفاده میکند .  بنابراین این ماده نیز رسانای گرمایی بسیار خوبی است .  نانو لوله ها کمی چسبنده هستند ابر الکترونی  بر روی سطح هر کدام از نانو لوله ها نیروی جاذبه ی خفیفی بین  نانو لوله ها ایجاد میکند . این نیروی ضعیف را نیروی واندروالسی مینامند .  نانو لوله ی کربنی یک ماده ی غیر قطبی و سخت ترین ماده ای است که در طبیعت یافت می شود .  همه ی نانو لوله ها شبیه یکدیگر نیستند . نانو لوله های صندلی  خواص الکتریکی شبیه فلزات دارند . اما تنها یک سوم از نانو لوله های زیگزاگ و کایرال خواص الکتریکی مشابه با فلزات  را از خود نشان میدهند . بقیه ی نانو لوله ها خواص الکتریکی مشابه به نیمه رسانا را دارند .  یک نانو لوله ی فلزی وقتی ولتاژهای مختلفی به دو سر آن اعمال می شود ، الکتریسیته را هدایت میکند .   اتم های کربن موجود در نانو لوله های مانند باکی بالها می توانند با سایر اتم ها یا مولکولها پیوند کوالانسی ایجاد کنند .پیوند اتم یا مولکول دیگر به نانو لوله ها برای تغییر خواص آن ، عاملدار کردن نامیده شود .

 

 

فلز یا نیمه رسانا :

قطر نانو لوله ها و  مقدار پیچ وتاب در شبکه ی آن فلز یا نیمه رسانا بودن آن را مشخص میکند . الکترونها در نانو لوله ها ی کربنی می توانند در سطح انرژی مشخصی قرار داشته باشند . اگر سطح انرژی که برای جریان دادن الکترونها بین اتم ها در طول نانو لوله ها  استفاده می شود بیشتر از سطح انرژی استفاده شده توسط الکترونهای متصل به اتم ها باشد ، نانو لوله  فلزی است . در نانو لوله های فلزی ، الکترونها می توانند به راحتی  به نوار هدایت حرکت کنند .اگر سطح انرژی نوار هدایت به اندازه ی کافی  بالا باشد نانو لوله نیمه رسانا است . بدیهی است که باید بر روی تولید و رشد نانو لوله ها کنترل کافی داشته باشیم. در فرآیندهای تولید فعلی ،هر دو نوع از نانو لوله ها یعنی نانو لوله های فلزی و نیمه رسانا ایجاد می شود .  محققان دانشگاه رایس در حال یافتن راهی برای کنترل رشد و وتولید نانو لوله ها هستند . سطح بزرگ و جذب بالا نانو لوله های کربنی را به یک ماده ی ایده آل برای استفاده در تصفیه ی آب ، گاز و هوا تبدیل کرده است . تحقیقات بسیاری در مورد جایگزینی کربن فعال با نانو لوله های کربنی در کاربردهای تصفیه با خلوص بالا  انجام گرفته است .