I nanotubi di carbonio (CNT) sono nanostrutture tubolari formate arrotolando strati singoli o multipli di fogli di grafite. Possiedono proprietà meccaniche, elettriche e termiche uniche, svolgendo quindi molteplici ruoli nelle applicazioni di scienza dei materiali e ingegneria.
Innanzitutto, i CNT mostrano un’eccellente conduttività elettrica. I nanotubi di carbonio a parete singola- possono raggiungere una mobilità elettronica estremamente elevata, rendendoli adatti per migliorare la conduttività di polimeri conduttivi, materiali compositi o dispositivi elettronici. Nei sensori, nei supercondensatori e nei dispositivi elettronici flessibili, i CNT vengono spesso utilizzati come reti conduttive altamente efficienti per migliorare le prestazioni complessive.
In secondo luogo, i CNT possiedono proprietà meccaniche eccezionali. La loro resistenza alla trazione e il modulo di Young superano di gran lunga quelli dell'acciaio, rendendoli un importante riempitivo per rinforzare i materiali compositi. L’introduzione dei CNT in matrici polimeriche o metalliche può migliorare significativamente la robustezza, la tenacità e la resistenza all’usura dei materiali pur mantenendo le loro proprietà di leggerezza. Questo effetto rinforzante è ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale, automobilistico e dei materiali strutturali.
Inoltre, i CNT possiedono anche un'eccellente conduttività termica e stabilità chimica, che li rendono adatti per materiali di gestione termica, dispositivi di accumulo di energia e supporti catalitici. Nel campo dello stoccaggio dell'energia, l'elevata area superficiale specifica e la struttura a rete conduttiva dei CNT li rendono un materiale additivo ideale per batterie agli ioni di litio, supercondensatori e celle a combustibile. In campo ambientale e chimico, i CNT possono essere utilizzati come supporti catalitici o adsorbenti per la rimozione degli inquinanti e l'accelerazione della reazione.
