گروه نانو مدرسه دبیرستان نمونه دولتی امام صادق (ع)

کربن یکی از عناصر فراوان در طبیعت است و کاربردهای بسیاری در زندگی بشر دارد. برای مثال مغز مداد که با نام گرافیت شناخته می‌شود، نوعی ساختار کربنی است یا فولاد ترکیب کربن و آهن است. تمامی ترکیبات نفتی (شیمی آلی) مرتبط با اتم کربن هستند و این عنصر اساس تمام ساختارهای پلیمری است.

کربن به چهار صورت وجود دارد:

۱. گرافیت
۲. الماس
۳. نانو لوله‌های کربنی
۴. باکی‌بال

نانو لوله‌های کربنی نوع از آلوتروپ (ساختار) کربنی هستند که در سال ۱۹۹۱ میلادی توسط سامیو ایجیما (در شرکت NEC) ژاپن کشف شدند. این ترکیبات کربنی ساختار استوانه‌ای شکل به فرم‌های مختلف هستند. بعضی از آنها انتهایی باز و بعضی دیگر دهانه‌های بسته دارند.

نانو لوله‌های کربنی دارای خواص ویژه‌ای هستند که بسیاری از آن‌ها ریشه‌ در خواص کوانتومی اجسام بسیار کوچک (در مقیاس نانومتری) دارد. با وجود تحقیقات وسیع روی نانو لوله‌های کربنی هنوز بسیاری از خواص این مواد ناشناخته و بررسی این لوله‌های بسیار نازک کربنی یکی از زمینه‌های فعال علم نانو است. در آینده‌ی نزدیک شاهد استفاده از این مواد در ساخت قطعات الکترونیکی و سایر حوزه‌های علوم خواهیم بود.

نانو لوله‌های کربنی بر اساس شکل ظاهری دارای انواع مختلف هستند، از جمله: فنری، موج‌دار، نشانه‌دار و ...

به دلیل تنوع ساختار نانولوله‌های کربنی و در نتیجه‌ی تنوع خواص، محققان از نقطه نظرهای متفاوت از جمله فشار، کشش، کنش و ... این مواد را مورد مطالعه قرار می‌دهند.

نانو لوله‌های کربنی مانند صفحه لوله‌ شده‌ی گرافیت است که به حالت استوانه‌ای در آمده. این ساختار استوانه‌ای ممکن است از یک لایه یا چنین لایه‌ی هم مرکز شکل گرفته باشد.
قطر نانو لوله‌های کربنی در ابعاد نانومتری (پنجاه هزار برابر کوچک‌تر از قطر موی انسان) است در حالی که طول آن ممکن است چنین میکرومتر و حتی میلی‌متر باشد (نسبت طول به قطر آنها تا حدود ۱۰۰۰ است).

انواع نانو لوله‌های کربنی عبارتند از:
۱. نانو لوله‌های کربنی تک جداره (SWNT)
۲. نانو لوله‌های کربنی چند جداره (MWNT)
۳. فولِرایت (Fullerite)
۴. تُروس یا هلالی (Torus)
۵. ساختار غیر ایده‌آل

از طرفی بر اساس شکل ظاهری نانو لوله‌های کربنی با انواع نام‌های زیگزاک (‌ZigZag)، صندلی راحتی (Armchair) و نامتقارن (Chiral) شناخته می‌شوند.