Одностеночные углеродные нанотрубки

Одностеночные углеродные нанотрубки на поверхности слюды. Изображания получены в полуконтактном режиме.

Размер изображений 2,2х2 мкм, 200х200 точек. Левое изображение - топография. Правое верхнее изображение - режим "фазы".

Верхний профиль - сечение вдоль оси одностеночной углеродной нанотрубки.

Нижний профиль - сечение перпендикулярно оси одностеночной углеродной нанотрубки.

Изображения получены с помощью сканирующего зондового микроскопа Certus Light в режиме атомно-силового микроскопа.

Углеродные нанотрубки (УНТ, англ. Carbon nanotubes, CNTs. Подробнее см. Углеродные нанотрубки) — одна из аллотропных форм углерода. Представляют собой протяженные цилиндрические структуры. Диаметр таких структур  от одного до нескольких десятков нанометров, а длина может достигать нескольких сантиметров. Т.е. отношение длинны к диаметру может составлять 1х10⁸:1. Состоят из одной или нескольких свернутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей. Могут заканчиваться закрытой полусферической головкой, подобной половине молекулы фуллерена, или иметь открытое окончание.

В зависимости от угла ориентации графитовой плоскости относительно оси нанотрубки (хиральность) меняются физические свойства такой структуры. Например, электрические. Нанотрубка может быть полупроводниковой или проводящей.

Известны однослойные и многослойные нанотрубки. Последние могут образовывать огромное количество форм и конфигураций. Например, коаксиально вложенные друг в друга цилиндры и призмы, свитки. Расстояние между слоями многослойных нанотрубок составляет около 0,34 нм, так же как у графита.

В зависимости от хиральности, изгибов, дефектов в структуре проявляют различные свойства. Теоретически имеют очень высокую прочность.

На данный момент идет активное изучение углеродных нанотрубок, так как их физические свойства предполагают возможность применения во многих областях.

Можно выделить:

• Создание сверхпрочных материалов. Нитей, тканей, композитов и т.д.
• Интеграция элементов электроники с биологическими объектами.
• Материалы для хранения и доставки биологически активных веществ и других органических соединений, газов, металлов и т.д.
• Создание элементов микроэлектроники: транзисторы, проводники, оптоэлектронные элементы (прозрачные дисплеи, светодиоды) и т.д.
• Элементы для транспортировки жидкостей в микро- и наномасштабах.
• Сенсоры (при адсорбции веществ на поверхности нанотрубок меняется их сопротивление).
• Зонды для СЗМ.