I nanotubi in carbonio furono scoperti fortuitamente dal ricercatore Sumio Iijima, nei prodotti
di scarto nel porcesso di produzione del fullerene.
Di fatto, i nanotubi in carbonio hanno una struttura
fortemente legata a quella del fullerene (terza forma cristallina del carbonio
C60 il famoso Buckyball molto simile ad un pallone da calcio).
I nanotubi in carbonio sono costituiti da fogli di grafite (graphene) piani di atomi di carbonio a formare una struttura
esagonale arrotolati per delineare una struttura cilindrica.
Usualmente vengono considerate due forme di nanotubi:
Nanotubi in carbonio a pareti singole [Single walled nanotubes] (SWNT);
Nanotubi in carbonio a pareti multiple [Multi walled nanotubes] (MWNT):cilindri concentrici;
Nelle figure sovrastanti a destra viene riportato un nanotubo in carbonio a parte singola
mentre a destra uno a pareti multiple [nella fattispecie a parete doppia].
Evidentemente queste strutture sono da considerarsi strutture ideali considerando come
nella struttura possono essere presenti delle imperfezioni (ad esempio anelli pentagonali od
ottagonali).
I nanotubi in carbonio a pareti singole hanno un diametro oscillante tra 1 e 10 nm,
ma generalmente il diametro si aggira sui 2 nm.
I nanotubi sono caratterizzati da un alto rapporto lunghezza/diametro (10e4 10e5) e proprio
per queste ed altre caratteristiche che i nanotubi in carbonio assumono dei comportamenti
così accattivanti.
I parametri tipici dei nanotubi in carbonio sono: diametro ed elicità [vettore che
definisce la direzione di arrotolamento del piano grafitico attorno all'asse del tubo].
Vedi figura:
Da destra rispettivamente un nanotubo (n,0) , nanotubo(n,n), nanotubo(n,m).
Fra le pareti dei multi walled carbono nanotubes si instaurano delle deboli interazioni
(lip-lip interaction) che sembra sorgano per stabilizzare la struttura all'atto della crescita
in fase di sintesi.
Il diametro dei nanotubi multi-walled è generalmente molto più ampio dei single walled fino ad arrivare
a qualche decina di nanometri.
Inoltre sono presenti maggiori imperfezioni dei nanotubi in carbonio a pareti singole.
Per queste ragioni i nanotubi a pareti singola sono merce molto più pregiata e molto costosa.
