عرض مصدر أنابيب نانوية كربونية

{{مواد نانوية}}
[[ملف:Kohlenstoffnanoroehre Animation.gif|يسار|إطار|230بك|رسم متحرك يوضح البنية ثلاثية الأبعاد للأنابيب النانوية الكربونية.]]
'''الأنابيب النانوية الكربونية''' {{للهامش|ملاحظة 1}} هي [[تآصل|متآصلات]] [[كربون]]ية ذات تركيبات نانوية أسطوانية الشكل. ويُلاحظ أن نسبة طول الأنابيب النانوية الكربونية إلى قطرها تصل إلى 132,000,000 : 1،<ref name="Longest">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=X.|الأخير=Wang|عنوان=Fabrication of Ultralong and Electrically Uniform Single-Walled Carbon Nanotubes on Clean Substrates|المجلد=9 |صفحات=3137–3141|سنة=2009|doi=10.1021/nl901260b|صحيفة=Nano Letters|الأخير2=Li|الأول2=Q.|الأخير3=Xie|الأول3=J.|الأخير4=Jin|الأول4=Z.|الأخير5=Wang|الأول5=J.|الأخير6=Li|الأول6=Y.|الأخير7=Jiang|الأول7=K.|الأخير8=Fan|الأول8=S.|العدد=9|pmid=19650638
}}</ref> والتي تبدو أطول بدرجةٍ واضحةٍ من أي مادةٍ أخرى. ولتلك الجزيئات الكربونية سماتٌ جديدةٌ، تجعلها مفيدةً في العديد من التطبيقات في مجال [[تقانة النانو|تقانة الصغائر]]، [[إلكترونيات|الإلكترونيات]]، [[بصريات|البصريات]]، بالإضافة إلى العديد من المجالات الأخرى ذات الصلة [[علم المواد|بعلم المواد]]، وكذلك مجموعةٍ أخرى من الاستخدامات المتوقعة في مجالات الهندسة [[عمارة|المعمارية]]. كما أنه قد يكون لها بعض الاستخدامات في بناء [[درع (توضيح)|الدروع الواقية للبدن]]. حيث أنها تُظْهِر قوةً استثنائيّة، وخصائصاً [[كهرباء|كهربائية]] فريدة، كما أنها تعمل [[توصيل حراري|كموصلاتٍ جيدةٍ للحرارة]].

وتمثل الأنابيب النانوية أحد أعضاء أسرة البنى [[فوليرين|الفوليرينية]]، والتي تشمل أيضاً كريات باكي. هذا وقد يُغَطى الأنبوب النانوي بنصف كرةٍ من التركيبة الفوليرنية (باكي بول). كما نلاحظ أن اسمها اشْتُقّ من حجمها، حيث أن قطر الأنبوب النانوي يَبلغ بضعة نانومتراتٍ فقط (مما يُعادل 1/50,000 تقريباً من عرض شعرة بشرية)، في حين أنه من الممكن أن يتزايد طولها إلى 18 سنتيمتراً (كما ظهر في سنة 2010).<ref name="Longest"/> ومن ثم تُصَنَف الأنابيب النانوية على أنها أنابيب نانوية أحادية الجدار وأنابيب نانوية متعددة الجدران.

هذا وتُعَدُ [[كيمياء الكم|كيمياء الكم التطبيقيّة]] - وبخاصةً [[تهجين مداري|التهجين المداري]] - هي أفضل الطرق لوصف الروابط الكيميائية بأنابيب النانو. وتتكون [[رابطة كيميائية|الرابطة الكيميائية]] للأنابيب النانوية من روابط لها التهجين المداري ''sp''<sup>2</sup>، وهي شبيهة بتلك الموجودة في [[غرافيت|الغرافيت]]. هذا وتمد تلك الروابط - والتي تُعَدُ أقوى من روابط ''sp''<sup>3</sup> الموجودة في الألماس - الأنابيب النانوية بقوّتها وصلابتها الفريدة. علاوةً على أن الأنابيب النانوية تصطف ذاتها في صورة «أحبال» معقودةٍ معاً بواسطة [[قوى فان دير فالس]].

== أنواع الأنابيب النانوية الكربونية وهياكلها البنائية ==
=== أحادية الجدار ===
<gallery perrow="4" widths=160px heights=120px>
ملف:Carbon_nanotube_armchair_povray.PNG|أريكية المنظر (''n'',''n'')
ملف:Carbon_nanorim_armchair_povray.PNG|المتجه الدواني أو الكايرالي يكون مقوساً، في حين متجه الانزلاق يظل مستقيماً
ملف:Carbon_nanoribbon_povray.PNG|شريط نانوي غرافيني
ملف:Carbon_nanorim_zigzag_povray.PNG|المتجه الدواني أو الكايرالي يكون مقوساً، في حين متجه الانزلاق يظل مستقيما
ملف:Carbon_nanotube_zigzag_povray.PNG|متعرج (''n'',0)
ملف:Carbon_nanotube_chiral_povray.PNG|الدواني أو الكايرالي (''n'',''m'')
ملف:Carbon_nanorim_chiral_povray.PNG|''n'' و''m'' يمكن حسابهما في نهاية الأنبوب
ملف:Carbon_nanoribbon_chiral_povray.PNG| شريط نانوي غرافيني
</gallery>
[[ملف:CNTnames-ar.png|تصغير|300بك| يمكن اعتبار نظام تسمية الأنبوب النانوي (''n'',''m'') كمتجه vector '''C'''<sub>h</sub> في صفيحة غرافين لانهائية والتي تصف كيفية (ثني أو لف) صفيحة الجرافين من أجل إنشاء أنبوب نانوي. كما تشير '''T''' إلى محور الأنبوب النانوي، في حين تشير كلٌ من '''a'''<sub>1</sub> و'''a'''<sub>2</sub> إلى متجهي وحدة الغرافين في الفضاء الواقعي.]]
يكون لغالبية الأنابيب النانوية أحادية الجّدار قطراً يقترب من النانومتر الواحد، مع طول أنبوب قد يصل إلى أطول من ذلك بملايين المرات. كما يمكن تصور بنية الأنبوب النانوي الكربوني أحادي الجدار من خلال لف طبقةٍ رقيقةٍ أحادية الذرة من الغرافيت يُطلق عليها [[غرافين]] لنحصل على شكل إسطوانةٍ سلسلةٍ بعد ذلك. ويتم التعبير عن الطريقة التي يتم بها لف الغرافين بزوجٍ من المؤشرات (''n''،''m'') واللتين يُطْلَقُ عليهما المتجه اليدواني، أو الكايرالي، {{إنج|Chiral vector}}. حيث يشير الرقم الصحيح ''n'' و''m'' إلى عدد [[متجه]]ات الوحدة على طول اتجاهين في [[بنية بلورية|شبكة الغرافين البلورية]] والتي تكون على شكل قرص عسل النحل، فلو كانت ''m'' = صفر، يطلق على الأنبوب النانوي «زيغ زاغ» أو «الخط المتعرج». أما لو كانت ''n'' = ''m''، فإن الأنبوب النانوي يطبلق عليه حينئذٍ «أريكي». وما دون ذلك، يُطلق علي باقي الأنابيب النانوية الكربونية «الدوانية أو الكايرالية». هذا ويمكن حساب قطر الأنبوب النانوي من خلال مؤشري (n,m) كما يلي:

: <math> d = \frac{a}{\pi} \sqrt{(n^2 + nm + m^2)}.</math>

حيث أن ''a'' = 0.246&nbsp;nm.
[[ملف:Chiraltube.png|تصغير|300بك|صورة مجهرية باستخدام [[مجهر مسح نفقي|مجهر المسح النفقي]] لأنبوب نانوي كربوني أحادي الجدار.]]
[[ملف:CntHAADF.jpg|تصغير|300بك|صورة مجهرية باستخدام [[مجهر إلكتروني نافذ|المجهر الإلكتروني النافذ]] تُظْهِر أنبوب نانوي كربوني أحادي الجدار.]]
وتمثل الأنابيب النانوية أحادية الجدار تنوعاً هاماً للأنابيب النانوية الكربونية بسبب أنها تعرض الخصائص الكهربائية التي لا تتوافر في تنوعات الأنابيب النانوية متعددة الجدران. وعلى الخصوص، تتراوح [[فجوة النطاق]] الخاصة بها من الصفر إلى ما يقارب 2 [[إلكترون فولت]]، كما تظهر قدرتها على التوصيل الكهربائي سماتها المعدنية الفلزية أو شبيهة التوصيل، في حين تكون الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران معادن صفرية الفجوة. مما يجعل الأنابيب النانوية الكربونية أحادية النطاق مرشحاً جيداً لتصغير الإلكترونات إلى ما وراء المقياس الإلكتروميكانيكي الدقيق والمستخدم حالياً في الإلكترونات. ولعل أكثر حزمة بنائية أساسية لهذه الأنظمة تتمثل في السلك الكهربائي، مما يجعل الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار قد تكون موصلة ممتازة.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=J.W.|الأخير=Mintmire|عنوان=Are Fullerene Tubules Metallic?|صحيفة=Physical Review Letters|المجلد=68|صفحات=631–634|تاريخ=3 فبراير 1992|doi=10.1103/PhysRevLett.68.631|pmid=10045950|الأخير2=Dunlap|الأول2=BI|الأخير3=White|الأول3=CT|العدد=5}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Dekker|الأول=Cees|عنوان=Carbon nanotubes as molecular quantum wires|سنة=1999|صحيفة=Physics Today|المجلد=52|صفحات=22–28|مسار=https://www.physicstoday.org/vol-56/iss-2/pdf/vol52no5p22-28.pdf |صيغة=PDF|doi=10.1063/1.882658| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20080627183310/http://www.physicstoday.org/vol-56/iss-2/pdf/vol52no5p22-28.pdf | تاريخ أرشيف = 27 يونيو 2008 | تاريخ الوصول = أغسطس 2020 |حالة المسار=dead}}</ref> ولعل أحد التطبيقات المفيدة للأنابيب النانوية أحادية الجدار تمثل في تطوير أول [[ترانزستور الأثر الحقلي|المقاحل (ترانزستورات) المتأثرة بالحقل]] بين الجزيئية. كما أن إنتاج أول [[بوابة منطقية]] ضمن جزيئية باستخدام (مقاحل الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار المتأثرة بالحقل الضمن جزيئية) قد أصبحت متاحةً في الوقت الحاضر.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Ambipolar Electrical Transport in Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubes|الأول=R.|الأخير=Martel|سنة=2001|صحيفة=Physical Review Letters|المجلد=87|doi=10.1103/PhysRevLett.87.256805|صفحة=256805|الأخير2=Derycke|الأول2=V.|الأخير3=Lavoie|الأول3=C.|الأخير4=Appenzeller|الأول4=J.|الأخير5=Chan|الأول5=K. K.|الأخير6=Tersoff|الأول6=J.|الأخير7=Avouris|الأول7=Ph.}}</ref> فلكي تتمكن من إنشاء بوابة منطقية، يجب عليك أن يكون عندك كلٌ من (مقاحل أو ترانزستورات p المتأثرة بالحقل) p-FET و (مقاحل أو ترانزستورات n المتأثرة بالحقل) n-FET. ذلك بسبب أن الأنابيب النانوية أحادية الجدار هي p-FETs عندما تعرضت للأكسجين وn-FETs دون ذلك، ومن ثم فمن الممكن هنا حماية نصف الأنبوب النانوي أحادي الجدار من التعرض للأكسجين. وهذا يسفر عن أن الأنبوب النانوي أحادي الجدار يكون بمثابة [[عاكس (بوابة منطقية)|عاكس]] مع كلٍ من نمطي p وn للترانزستورات المتأثرة بالمجال داخل نفس الجزيء.

ويُلاحظ الانخفاض الحاد المتزايد في أسعار الأنابيب النانوية أحادية الجدار، من قرابة 1500 دولاراً أمريكياً لكل جرام وذلك في عام 2000، إلى أسعار تجزئة قاربت 50 دولاراً أمريكياً لكل من الأنابيب النانوية أحادية الجدار المصنعة بنسبة 40 – 60% مع حلول مارس 2010.<ref>{{استشهاد بويب|عنوان=Carbon Solutions, Inc.|مسار=http://www.carbonsolution.com| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181010154214/http://www.carbonsolution.com/ | تاريخ أرشيف = 10 أكتوبر 2018 }}</ref><ref>{{استشهاد بويب|عنوان=CarboLex|مسار=http://carbolex.com| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180922154746/http://www.carbolex.com/ | تاريخ أرشيف = 22 سبتمبر 2018 }}</ref>

=== متعددة الجدران ===
[[ملف:CNTSEM.JPG|تصغير|يمين|صورة مجهرية باستخدام [[مجهر مسح نفقي|مجهر المسح النفقي]] لحزم الأنابيب النانوية الكربونية.]]
تتكون الأنابيب النانوية متعددة الجدران من طبقاتٍ عديدةٍ مطويةٍ أو ملفوفةٍ (أنابيب متراكزة) من الغرافيت. ويوجد هناك نموذجان يمكن استخدامهما لوصف هياكل وبنى الأنابيب النانوية متعددة الجدران. ففي نموذج ''[[ماتريوشكا|الدمية الروسية (ماتريوشكا)]] ''، تم ترتيب صفائح الغرافين على شكل أسطوانات متمركزة. على سبيل المثال أنبوب نانوي أحادي الجدار (0.8) داخل أنبوب نانوي أحادي الجدار أكبر حجماً (0.17). أما في نموذج '' [[لفيفة|لفيفة الرق]]''، يتم طي صفيحة من الغرافين حول بعضها البعض، ممثلةً شكل لفيفةٍ من الرق أو جريدةٍ ملفوفةٍ. مع ملاحظة أن المسافة تتقارب في ما بين الطبقات الداخلية للأنبوب النانوي متعدد الجدران من تلك المسافة الموجودة بين طبقات الغرافين في الغرافيت، تقريباً 3.4 Å.

وهنا يجب التأكيد على مكان أنابيب النانو الكربونية مزدوجة الجدران الخاص بسبب تركيبها وخواصها الشبيهة بالأنابيب النانوية أحادية الجدران، إلا أن مقاومتها للمواد الكيميائية تم تحسينها بصورةٍ كبيرة. ويصبح هذا من الضرورة عندما تكون [[وظيفية سطحية|الوظيفية]] مطلوبة (وهذا يعني تطعيم وتحين الوظائف الكيميائية على سكح الأنابيب النانوية) بهدف إضافة خصائص جديدةٍ للأنابيب النانوية الكربونية. وفي حالة الأنابيب النانوية أحادية الجدار، تقوم الوظيفية التساهمية بكسر بعضاً من [[رابطة تساهمية|الروابط التساهمية (المزدوجة)]] C=C، مخلفةً ورائها «ثقوباً» في تركيب على سطح الأنبوب النانوي ومن ثم تعديل كلاً من خصائصها الميكانيكية والكهربائية. أما في حالة الأنابيب النانوية مزدوجة الجدران، يتم تعديل الجدار الخارجي فقط. هذا وقد اُقْتُرِحَ تركيب الأنبوب النانوي مزدوج الجدران على مقياس الغرام لأول مرةٍ في عام 2003 <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=E.|الأخير=Flahaut|سنة=2003|عنوان=Gram-Scale CCVD Synthesis of Double-Walled Carbon Nanotubes|صحيفة=Chemical Communications|المجلد=12|صفحات=1442–1443|doi=10.1039/b301514a|pmid=12841282|الأخير2=Bacsa|الأول2=R|الأخير3=Peigney|الأول3=A|الأخير4=Laurent|الأول4=C|العدد=12}}</ref> بواسطة تقنية ''الترسيب الكيميائي للبخار بالاشتعال'' {{إنج|Combustion Chemical Vapor Deposition CCVD}}، وذلك بالاختزال الانتقائي لمحاليل الأكسيد في كلٍ من الميثان والهيدروجين.

=== الطارة أو الطوق ===
[[ملف:NanoBud.JPG|تصغير| بنية [[برعم نانوي كربوني]] مستقرة.]]

يوصف البرعم النانوي الكربوني نظرياً على أنه أنبوب نانوي كربوني مطويّ داخل [[طارة (رياضيات)|طارةٍ أو طوقٍ]] (حيث يأخذ شكل الدونوت أو الكعكة المحلاة). ومن المتوقع أن يكون للأطواق النانوية العديد من الخصائص الفريدة، ومنها يكون [[عزم مغناطيسي|العزم المغناطيسي]] أكبر 1000 مرةً عما كان متوقعاً مسبقاً لأنصاف أقطارٍ خاصةٍ معينةٍ.<ref name="nanotori">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Liu|الأول=Lei|عنوان=Colossal Paramagnetic Moments in Metallic Carbon Nanotori|سنة=2002|صحيفة=Physical Review Letters|المجلد=88|doi=10.1103/PhysRevLett.88.217206|صفحة=217206|الأخير2=Guo|الأول2=G. Y.|الأخير3=Jayanthi|الأول3=C. S.|الأخير4=Wu|الأول4=S. Y.}}</ref> كما تتنوع بعضاً من الخصائص ومنها [[عزم مغناطيسي|العزم المغناطيسي]]، الثباتية الحرارية، إلخ وفقاً لنصف قطر الطوق أو الطارة وطارات الأنبوب جميعها.<ref name="nanotori"/><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Carbon nanotube structures: molecular dynamics simulation at realistic limit|صحيفة=Computer Physics Communications|المجلد=146|سنة=2002| الأول=Maria|الأخير=Huhtala|مسار=http://www.princeton.edu/~msammalk/publications/cpc146_02.pdf |صيغة=PDF|doi=10.1016/S0010-4655(02)00432-0|صفحات=30| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20080627183309/http://www.princeton.edu/~msammalk/publications/cpc146_02.pdf | تاريخ أرشيف = 27 يونيو 2008 | تاريخ الوصول = أغسطس 2020 |حالة المسار=dead}}</ref>

=== البرعم النانوي ===
تُعَدُ [[برعم نانوي كربوني|البراعم النانوية الكربونية]] موادً مُنْتَجَةً حديثاً، حيث تجمع [[تآصل|متآصلات]] الكربون المكتشفة مسبقاً: وهي أنابيب النانو الكربونية و[[فوليرين|الفولرينات]]. يتم ربط «البراعم» الشبيهة بالفوليرين بصورةٍ تساهميةٍ مع الجدران الجانبية الخارجية للأنبوب النانوي الكربوني الداخلي. وتتسم تلك المادة المهجنة بأنها تجمع خصائصاً مفيدةً لكلٍ من الفوليرينات والأنابيب النانوية الكربونية. وعلى الأخص، وُجِدَ أنها بواعثٌ استثنائيةٌ جيدةٌ للمواد. كما قد تلعب جزيئات الفوليرين، في المواد المركبة، وظيفة المثبتات الجزيئية والتي تمنع وتقي من انزلاق الأنابيب النانوية، ومن ثم تساعد في تحسين الخصائص الميكانيكية للمركب.

=== الأنابيب النانوية الكربونية مكدسة الكأس ===
تختلف الأنابيب النانوية الكربونية مكدسة الكأس {{إنج| Cup-stacked carbon nanotubes}} عن الهياكل الكربونية الأخرى شبيهة أحادية البعد {{إنج|quasi-1D carbon structure}} والتي تلعب دور موصل معدني للإلكترونات. حيث تُظْهِر الأنابيب النانوية الكربونية مكدسة الكأس سلوكاً شبه توصيلياً بسبب البنية الدقيقة المكدسة لطبقات الغرافين.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مسار=http://carbon.imr.ac.cn/file/Journal/2009/1249016438117.pdf|الأخير1=Liu|صحيفة=Carbon|الأول1=Q|المجلد=47|الأخير2=Ren|صفحات=731|الأول2=W|الأخير3=Chen|الأول3=Z|الأخير4=Yin|الأول4=L|الأخير5=Li|الأول5=F|الأخير6=Cong|الأول6=H|الأخير7=Cheng|الأول7=H |عنوان=Semiconducting properties of cup-stacked carbon nanotubes|سنة=2009|doi=10.1016/j.carbon.2008.11.005| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170808225254/http://carbon.imr.ac.cn/file/journal/2009/1249016438117.pdf | تاريخ أرشيف = 8 أغسطس 2017 }}</ref>

=== أمثلة لأنابيب نانوية كربونية مميزة ومتطرفة ===
[[ملف:Cycloparaphenylene.PNG|تصغير|حلقي بارافينيلين.]]
أفادت التقارير أن '' أطول '' أنابيب نانوية كربونية (بطول وصل إلى 18.5 سنتيمتراً) ظهرت عام 2009. حيث تم تنميتها على ركائز السيليكون {{إنج| Si substrates}} بواسطة استخدام طريقة [[ترسيب كيميائي للبخار|ترسب كيميائي للبخار]] بالإضافة إلى تقديم حزم منتظمة متجانسة إلكترونياً من الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار.<ref name="Longest"/>

في حين كان ''أقصر'' أنبوب نانوي كربوني مركبًا حلقيًّا من البارافينيلين العضوي والذي تم تركيبه في أوائل سنة 2009.<ref>{{استشهاد بويب|مسار=https://newscenter.lbl.gov/2009/01/05/better-way-to-make-nanotubes/|عنوان=A Better Way to Make Nanotubes|تاريخ=يناير 5, 2009|ناشر=Berkeley Lab.| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20140316052222/http://newscenter.lbl.gov/feature-stories/2009/01/05/better-way-to-make-nanotubes/ | تاريخ أرشيف = 16 مارس 2014 }}</ref><ref>{{استشهاد بويب|مسار=https://www2.lbl.gov/msd/assets/docs/highlights/09-Bertozzi.pdf|عنوان=Carbon Nanohoops: Shortest Segment of a Carbon Nanotube Synthesized|ناشر=Berkeley Lab.| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20110605143319/http://www.lbl.gov/msd/assets/docs/highlights/09-Bertozzi.pdf | تاريخ أرشيف = 5 يونيو 2011 | تاريخ الوصول = أكتوبر 2020 |حالة المسار=dead}}</ref><ref>{{استشهاد بكتاب|مسار=https://www.nature.com/naturecareers#a-centre-of-chemistry-excellence|الفصل=Synthetic organic chemistry|عنوان=A centre of chemistry excellence|ناشر=Nature|تاريخ=أكتوبر 7, 2009| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20101209181818/http://www.nature.com/naturejobs/2009/091008/full/nj0264.html | تاريخ أرشيف = 9 ديسمبر 2010 }}</ref>

كما أن ''أرفع'' أنبوب نانوب كربوني هو على شكل (ذراع الكرسي أو الأريكي الشكل) (2.2) سنتيمتراً، حيث يصل قطره إلى 3 Å. وقد نما هذا الأنبوب النانوي الكربوني داخل أنبوب نانوي كربوني متعدد الجدران. وتم تطبيق نموذج الأنبوب النانوي الكربوني من خلال دمج حسابات كلٍ من [[مجهر إلكتروني نافذ عالي الدقة|المجهر الإلكتروني النافذ عالي الدقة]] {{إنج|high-resolution transmission electron microscopy}}، [[مطيافية رامان]] {{إنج|Raman spectroscopy}}، و[[النظرية الدالية للكثافة]] {{إنج|density functional theory}}.<ref name="Smallest_at_MWCNT">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=X.|الأخير=Zhao|عنوان=Smallest Carbon Nanotube is 3 Å in Diameter|المجلد=92|صفحات=125502|سنة=2004|doi=10.1103/PhysRevLett.92.125502|صحيفة=Physical Review Letters|الأخير2=Liu|الأول2=Y.|الأخير3=Inoue|الأول3=S.|الأخير4=Suzuki|الأول4=T.|الأخير5=Jones|الأول5=R. O.|الأخير6=Andol|الأول6=Y.|العدد=12|pmid=15089683}}</ref>

كما أن أكثر الأنابيب النانوية الكربونية ''نحافةً وقائمةً بذاتها'' يقارب قطرها 4.3 Å. وقد اقترح الباحثون أنه قد يكون أنبوباً نانوياً أحادي الجدار بأقطار (5.1) أو (4.2)، إلا أن النوع المحدد للأنبوب النانوي الكربوني ما زال محط تساؤلٍ واستفهامٍ.<ref name="Smallest">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Takuya|الأخير=Hayashi|عنوان=Smallest Freestanding Single-Walled Carbon Nanotube|المجلد=3|صفحات=887–889|سنة=2003|doi=10.1021/nl034080r|صحيفة=Nano Letters|الأخير2=Kim|الأول2=Yoong Ahm|الأخير3=Matoba|الأول3=Toshiharu|الأخير4=Esaka|الأول4=Masaya|الأخير5=Nishimura|الأول5=Kunio|الأخير6=Tsukada|الأول6=Takayuki|الأخير7=Endo|الأول7=Morinobu|الأخير8=Dresselhaus|الأول8=Mildred S.|العدد=7}}</ref> هذا وتم تحديد الأنابيب النانوية الكربونية ذات الأقطار (3.3)، (4.3)، و (5.1) (حيث تترواح جميعها حول طول قطرٍ يصل إلى 4 Å) بوضوحٍ باستخدام صورةٍ أكثر تصحيحاً للانحراف الناتج عن [[مجهر إلكتروني نافذ عالي الدقة|المجهر الإلكتروني النافذ عالي الدقة]]. على الرغم من ذلك، فقد وُجِدَت داخل الأنابيب النانوية الكربونية مزدوجة الجدران<ref name="Smallest_at_DWCNT">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Lunhui|الأخير=Guan|عنوان=Smallest Carbon Nanotube Assigned with Atomic Resolution Accuracy|المجلد=8|صفحات=459–462|سنة=2008|doi=10.1021/nl072396j |صحيفة=Nano Letters|الأخير2=Suenaga|الأول2=Kazu|الأخير3=Iijima|الأول3=Sumio|العدد=2|pmid=18186659}}</ref> كذلك.

== الخصائص ==
=== القوة ===
تتسم الأنابيب النانوية الكربونية بأنها الأقوى، الأكثر صلابةٍ، وجموديةٍ بين المواد التي تم اكتشافها من حيث [[مقاومة الشد]] و[[معامل المرونة النوعي|معامل المرونة]] على التوالي. وتنتج تلك القوة والصلابة من [[رابطة تساهمية|روابط]] sp² التساهمية والمكونة فيما بين ذرات الكربون الفردية. حيث تم اختبار أنبوب نانوي كربوني متعدد الجدران في عام 2000 بهدف الحصول على درجة مقاومته للشد التي وصلت إلى 63 [[باسكال (وحدة)|غيغا باسكال]].<ref name="Strength and Breaking">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير = Yu|الأول = Min-Feng|الأخير2 = Lourie|الأول2 = Oleg|الأخير3 = Dyer|الأول3 = Mark J.|الأخير4 = Moloni|الأول4 = Katerina|الأخير5 = Kelly|الأول5 = Thomas F.|الأخير6 = Ruoff|الأول6 = Rodney S.|تاريخ=28 يناير 2000|عنوان=Strength and Breaking Mechanism of Multiwalled Carbon Nanotubes Under Tensile Load|مسار = https://archive.org/details/sim_science_2000-01-28_287_5453/page/637|صحيفة=Science|المجلد=287|العدد=5453|صفحات=637–640|pmid=10649994|doi=10.1126/science.287.5453.637}}</ref> (وهذا، للتوضيح، يعادل القدرة على تحمل ضغطٍ وزنٍ يكافيء إلى 6422 كيلو غراماً على كابل أو سلك بقطاع عرضيِّ يصل إلى 1 مليمتراً مربعاً.) وبسبب أن للأنابيب النانوية الكربونية كثافة منخفضة بالنسبة للمواد الصلبة تتراوح من 1.3 إلى 1.4 &nbsp;غرام•سم<sup>−3</sup>، <ref name="nanotubes for electronics">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Philip G.|الأخير=Collins|سنة=2000|عنوان=Nanotubes for Electronics|صحيفة=Scientific American|صفحات=67–69|مسار=http://www.crhc.illinois.edu/ece497nc/fall01/papers/NTs_SciAm_2000.pdf|صيغة=PDF| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20080627183310/http://www.crhc.uiuc.edu/ece497nc/fall01/papers/NTs_SciAm_2000.pdf | تاريخ أرشيف = 27 يونيو 2008 | تاريخ الوصول = أكتوبر 2020 |حالة المسار=dead}}</ref> فإن [[مقاومة نوعية|مقاومتها النوعية]] والتي تصل إلى 48,000&nbsp;كن•م•كغ<sup>−1</sup> هي الأفضل فيما بين المواد المعروفة، مقارنةً بتلك الخاصة بالصلب مرتفع الكربون والتي تصل إلى 154&nbsp;كن•م•كغ<sup>−1</sup>.

وتحت شد الالتواء المفرط، تخضع الأنابيب [[انفعال (علم المواد)|للتشوه اللدن]] {{إنج|plastic deformation}}، مما يعني حدوث تشوهٍ دائمٍ. ويبدأ التشوه عند عمليات التواءٍ تصل تقريباً إلى 5%، ويمكن زيادة الحد الأقصى لالتواء الأنابيب قبل الكسر عن طريق إطلاق طاقة الالتواء.

وهنا نلاحظ أن الأنابيب النانوية الكربونية ليست قويةٍ تقريباً تحت الضغط. وبسبب بنيتهم الجوفاء وارتفاع نسبة العرض إلى الارتفاع، فهي تميل إلى [[انبعاج|الانبعاج]] {{إنج|buckling}} عندما تخضع لظروف الضغط، الالتواء أو الانحناء.<ref>K. Jensen, W. Mickelson, A. Kis, and A. Zettl. Buckling and kinking force measurements on individual multiwalled carbon nanotubes. Phys. Rev. B 76, 195436 (2007)</ref>

{| style="font-size: 95%; text-align:center;" class="wikitable" border="0"
|+ مقارنة الخصائص الميكانيكية<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Belluci|الأول=S.|تاريخ=19 يناير 2005|عنوان=Carbon nanotubes: physics and applications|صحيفة=Physica Status Solidi (c)|المجلد=2|العدد=1|صفحات=34–47|doi=10.1002/pssc.200460105}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Chae|الأول=Han Gi|الأخير2=Kumar|الأول2=Satish|تاريخ=26 يناير 2006|عنوان=Rigid Rod Polymeric Fibers|صحيفة=Journal of Applied Polymer Science|المجلد=100|العدد=1|صفحات=791–802|doi=10.1002/app.22680}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Meo|الأول=Michele|الأخير2=Rossi|الأول2=Marco|تاريخ=3 فبراير 2006|عنوان=Prediction of Young’s modulus of single wall carbon nanotubes by molecular-mechanics based ﬁnite element modelling|صحيفة=Composites Science and Technology|المجلد=66|العدد=11–12|صفحات=1597–1605|doi=10.1016/j.compscitech.2005.11.015}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Sinnott|الأول=Susan B.|الأخير2=Andrews|الأول2=Rodney|تاريخ=يوليو 2001|عنوان=Carbon Nanotubes: Synthesis, Properties, and Applications|صحيفة=Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences|المجلد=26|العدد=3|صفحات=145–249|doi=10.1080/20014091104189}}</ref>
|-
! المادة
! [[معامل يونغ]] (TPa)
! [[مقاومة الشد]] (GPa)
! الاستطالة عند الكسر (%)
|-
| الأنابيب النانوية أحادية الجدار
| ~1 (from 1 to 5)
| 13–53<sup>ت</sup>
| 16
|-
| الأنابيب النانوية أحادية الجدار أريكية (ذراع الأريكة) الشكل
| 0.94<sup>ن</sup>
| 126.2<sup>ن</sup>
| 23.1
|-
| الدواني أو الكايرالي المعوجة
| 0.94<sup>ن</sup>
| 94.5<sup>ن</sup>
| 15.6–17.5
|-
| الدواني أو الكايرالي الدوانية أو الكايرالية
| 0.92
|
|
|-
| الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران
| 0.27<sup>ت</sup><ref name="Strength and Breaking"/>–0.8<sup>ت</sup><ref name="Demczyk">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Demczyk|الأول=B.G.|الأخير2=Wang|الأول2=Y.M.|الأخير3=Cumings|الأول3=J.|الأخير4=Hetman|الأول4=M.|الأخير5=Han|الأول5=W.|الأخير6=Zettl|الأول6=A.|الأخير7=Ritchie|الأول7=R.O.|تاريخ=13 يونيو 2002|عنوان=Direct mechanical measurement of the tensile strength and elastic modulus of multiwalled carbon nanotubes|صحيفة=Materials Science and Engineering A|المجلد=334|العدد=1–2|صفحات=173–178|doi=10.1016/S0921-5093(01)01807-X}}</ref>–0.95<sup>ت</sup><ref name="Strength and Breaking"/>
| 11<sup>ت</sup><ref name="Strength and Breaking"/>–63<sup>ت</sup><ref name="Strength and Breaking"/>–150<sup>ت</sup><ref name="Demczyk"/>
|
|-
| [[فولاذ مقاوم للصدأ|الصلب أو الفولاذ غير القابل للصدأ]]
| 0.186<sup>ت</sup><ref name="ASSDAStainlessSteel">[https://www.assda.asn.au/index.php?option=com_content&task=view&id=61&Itemid=87 Australian Stainless Steel Development Association (ASSDA) - Properties of Stainless Steel] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171013063023/http://www.assda.asn.au/index.php?option=com_content&task=view&id=61&Itemid=87 |date=13 أكتوبر 2017}}</ref>–0.214<sup>ت</sup><ref name="GoodfellowStainlessSteel-17-7PH">[http://www.goodfellow.com/E/StainlessSteel-17-7PH.html Stainless Steel - 17-7PH (Fe/Cr17/Ni 7) Material Information] {{وصلة مكسورة|تاريخ= يونيو 2019 |bot=JarBot}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20121028034658/http://www.goodfellow.com/E/StainlessSteel-17-7PH.html |date=28 أكتوبر 2012}}</ref>
| 0.38<sup>ت</sup><ref name="ASSDAStainlessSteel"/>–1.55<sup>ت</sup><ref name="GoodfellowStainlessSteel-17-7PH"/><!-- 3 ??? Can anyone find a direct/specific reference for such a high value for stainless steel?-->
| 15–50
|-
| [[كيفلار|كيفلر]]–29&149
| 0.06<sup>ت</sup><ref name="Kevlar">{{استشهاد بكتاب|مسار=https://www.weizmann.ac.il/materials/Wagner//COURSES/Reading%20material%20(papers)/Encyclopedy_of_polymer_science_2003.pdf|doi=10.1002/0471440264.pst317|مؤلف=H. D. Wagner|عنوان=Encyclopedia of Polymer Science and Technology|الفصل=Reinforcement|سنة=2002|ناشر=John Wiley & Sons|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20111014125856/http://www.weizmann.ac.il/wagner/COURSES/Reading%20material%20(papers)/Encyclopedy_of_polymer_science_2003.pdf|تاريخ أرشيف=2011-10-14| تاريخ الوصول = أكتوبر 2020 |حالة المسار=dead}}</ref>–0.18<sup>ت</sup><ref name="Kevlar"/>
| 3.6<sup>ت</sup><ref name="Kevlar"/>–3.8<sup>ت</sup><ref name="Kevlar"/>
| ~2
|}
حيث: <sup>ت</sup> تشير إلى الملاحظة التجريبية، بينما <sup>ن</sup> تشير إلى التنبؤات النظرية

وتشير المناقشة السابقة إلى الخصائص المحورية للأنبوب النانوي، بينما تقترح الاعتبارات الهندسية أن الأنابيب النانوية الكربونية يجب أن تكون أكثر طراوة في الاتجاه الشعاعي عن تلك على طول محور الأنبوب. وتشير الملاحظة والفحص عبر استخدام [[مجهر إلكتروني نافذ|المجهر الإلكتروني النافذ]] للمرونة الشعاعية أنه حتى [[قوى فان دير فالس]] لها القدرة على تشويه أنبوبين نانويين متجاورين.<ref>R. S. Ruoff, et al., "Radial deformation of carbon nanotubes by van der Waals forces" [https://www.nature.com/articles/364514a0 Nature 364, 514 (1993)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160912205032/http://www.nature.com/nature/journal/v364/n6437/abs/364514a0.html |date=12 سبتمبر 2016}}</ref> كما أشارت تجارب [[ثلم نانوي|الثلم النانوي]] {{إنج| Nanoindentation}} والتي تمت من قبل مجموعاتٍ عدة على الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران، <ref>I. Palaci, et al. "Radial Elasticity of Multiwalled Carbon Nanotubes" [https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.94.175502 Phys. Rev. Lett. 94, 175502 (2005)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200413073336/https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.94.175502 |date=13 أبريل 2020}}</ref><ref>M.-F. Yu, et al. "Investigation of the Radial Deformability of Individual Carbon Nanotubes under Controlled Indentation Force" [https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.85.1456 Phys. Rev. Lett. 85, 1456-1459 (2000)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200413073340/https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.85.1456 |date=13 أبريل 2020}}</ref> إلى أن قيمة [[معامل يونغ]] لها يعادل عدة وحدات [[باسكال (وحدة)|غيغا باسكال]]، مما يؤكد أن الأنابيب النانوية الكربونية هي في الواقع طرية في الاتجاه الشعاعي نصف القطري.

=== الصلادة ===
يُعتَبَر [[ألماس|الألماس]] أكثر المواد صلادةً. ويتحول [[غرافيت|الغرافيت]] تحت ظروف الحرارة العالية والضغط العالي إلى الألماس. نجحت إحدى الدراسات في تركيب أو تصنيع مادةٍ عالية الصلادة من خلال ضغط الأنابيب النانوية أحادية الجدار إلى ما فوق 24 غيغا باسكال في درجة حرارة الغرفة. كما تم قياس صلادة تلك المادة الجديدة [[مثلم نانوي|بالمثلم النانوي]] {{إنج|nanoindenter}} لما بين 62- 152 غيغا باسكال. في حين أن صلادة عينات الألماس و[[نتريد البورون]] المرجعية تتراوح بين 150- 62 باسكال، على التوالي. في حين يفوق [[معامل المرونة الحجمية]] للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار المضغوطة والذي يُقَدَر ب462- 546 باسكال، معامل الألماس الذي يصل إلى 420 باسكال.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=M. Popov ''et al.''|عنوان=Superhard phase composed of single-wall carbon nanotubes|صحيفة=[[Phys. Rev. B]]|المجلد=65|صفحات=033408|سنة=2002|doi=10.1103/PhysRevB.65.033408|مسار=http://www.ssl.physics.ncsu.edu/publication/browse/getFileAction?fileref=2003-02-27+12:53:01&dbfilename=2002-PRB65-033408.pdf|صيغة=free download PDF
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20131101130304/http://www.ssl.physics.ncsu.edu/publication/browse/getFileAction?fileref=2003-02-27+12:53:01&dbfilename=2002-PRB65-033408.pdf | تاريخ أرشيف = 1 نوفمبر 2013 }}</ref>

=== الحركية ===
تتسم الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران بأنها أنابيب نانوية كربونية متعددة ومتمركزة بدقة وبصورةٍ متداخلةٍ مع بعضها البعض. وتظهر هذه الأنابيب خاصية انزلاق الأسطوانات فوق بعضها البعض كما في المقراب (التليسكوب)، والتي بموجبها قد ينزلق محور الأنبوب النانوي الداخلي، غالباً بدون احتكاك، داخل غلاف الأنبوب النانوي الخارجي، مما يخلق أو ينتج [[محمل|محامل]] ذرية خطية أو دورانية. ومن ثم، فيُعَدُ هذا النموذج من الأمثلة الأولى الحقيقية [[تقانة نانوية جزيئية|للتقانة النانوية الجزيئية]]، والمتمثلة في التوضع الدقيق للذرات لإنتاج آلاتٍ مفيدةٍ. وقد استُخْدِمَت تلك الخاصية بالفعل لإنتاج أصغر [[محرك جزيئي اصطناعي|محركٍ]] دوارٍ في العالم أجمع.<ref>[https://www.berkeley.edu/news/media/releases/2003/07/23_motor.shtml 07.23.2003 - Physicists build world's smallest motor using nanotubes and etched silicon] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170430041907/http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2003/07/23_motor.shtml |date=30 أبريل 2017}}</ref> كما تم وضع تصوراتٍ للتطبيقات المستقبلية ومنها المذبذبات الميكانيكية الغيغاهرتزية.

=== الكهربائية ===

بسبب التناظر والتركيب الإلكتروني الفريد للغرافين، فإن بنية الأنبوب النانوي تؤثر بصورةٍ قويةً على خصائصها الكهربائية. فلو كانت قيمة ''n'' قيمة = ''m'' في حالة الأنبوب النانوي الذي تم ذكره مسبقاً (''n'',''m'') فإن الأنبوب النانوي يكون فلزي (شبيه بناقلية الفلزات)؛ أما لو كانت قيمة ''n'' − ''m'' هي ثلاثة أضعافً من 3، فإن الأنبوب النانوي يكون شبه موصلاً ذا فجوةٍ نطاق صغيرةٍ، ودون ذلك يكون الأنبوب النانوي [[شبه موصل مشاب|شبه موصلٍ موجبٍ]] معتدلٍ. ومن ثم، فإن كل الأنابيب النانوية أريكية الشكل (''n'' = ''m'') هي معدنيةٍ، في حين تكون الأنابيب النانوية (6.4)، (9.1)، إلخ أشباه موصلاتٍ.<ref name="Curvature">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=X.|الأخير=Lu|الأول2=Z.|عنوان=Curved Pi-Conjugation, Aromaticity, and the Related Chemistry of Small Fullerenes (<C<sub>60</sub>) and Single-Walled Carbon Nanotubes|صحيفة=[[Chemical Reviews]]|المجلد=105|صفحات=3643–3696|سنة=2005|doi=10.1021/cr030093d|العدد=10|الأخير2=Chen|pmid=16218563}}</ref>

على الرغم من ذلك، فللقاعدة استثناءاتها، بسبب أن تأثيرات الانحناء في الأنابيب النانوية الكربونية صغيرة القطر قد تؤثر بقوةٍ على الخصائص الكهربائية. ومن ثم، فإن الأنبوب النانوي الكربوني أحادي الجدار (5.0) والذي كان يجب أن يكون شبيه موصلٍ يكون في الواقع فلزي وفقاً للحسابات. وعلى نفس المنوال، وبصورةٍ معكوسةٍ – فإن الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار متعرجة وأريكية الشكل ذات الأقطار الصغيرة والتي يجب أن تكون فلزية، لها فجوة محدودة (تظل الأنابيب النانوية أريكية الشكل معدنية).<ref name="Curvature"/> ووفقاً للنظرية، فإن الأنابيب النانوية المعدنية لها القدرة على حمل ونقل كثافة التيار الكهربائي 4 × 10<sup>9</sup> A/cm<sup>2</sup> والتي تزيد عن 1.000 مرةً عن تلك الخاصة بفلزات مثل [[نحاس|النحاس]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Seunghun|الأخير=Hong|سنة=2007|عنوان=Nanotube Electronics: A flexible approach to mobility|صحيفة=Nature Nanotechnology|المجلد=2|صفحات=207–208|doi=10.1038/nnano.2007.89|pmid=18654263|الأخير2=Myung|الأول2=S|العدد=4}}</ref>

في حين تُظْهِر الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران ذات القشور الداخلية المتداخلة معاً [[موصلية فائقة]] مع درجة حرارةٍ انتقالية عالية نسبياً T<sub>c</sub> = 12 [[درجة حرارة مطلقة|درجة حرارةٍ مطلقةٍ]]. وعلى النقيض، فإن T<sub>c</sub> قيمة أسية أقل بالنسبة للحبال المكونة للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار أو تلك الخاصة بالأنابيب النانوية متعددة الجدران ذات القشور أو الأغلفة العادية غير المتداخلة مع بعضها البعض.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=J. Haruyama ''et al.''|عنوان=Superconductivity in Entirely End-Bonded Multiwalled Carbon Nanotubes|صحيفة=[[Physical Review Letters]]|المجلد=96|صفحات=057001|سنة=2006|doi=10.1103/PhysRevLett.96.057001|مسار=http://www.ee.aoyama.ac.jp/Labs/j-haru-www/paper/Haruyama%20SuperCNT%20PRL%20publication.pdf|صيغة=free download PDF| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170810005208/http://www.ee.aoyama.ac.jp/Labs/j-haru-www//paper/Haruyama%20SuperCNT%20PRL%20publication.pdf | تاريخ أرشيف = 10 أغسطس 2017 }}</ref>

=== البصرية ===
تشير الخصائص البصرية لأنابيب النانوية الكربونية إلى [[مطيافية الامتصاص|الامتصاص]] و[[ضيائية ضوئية|الضيائية الضوئية]] و[[مطيافية رامان]] للأنابيب النانوية الكربونية. تعد الخصائص البصرية ذات أهمية كبيرة، من منطلق صناعي، إذ أنها يمكن أن تساهم في تحديد نوعية الأنابيب النانوية الكربونية المنتجة، وذلك في تحديد المحتوى الكربوني، والبنية (اليدوانية) والكشف عن العيوب البنيوية.

من المتوقع أن تسخر الخصائص البصرية للأنابيب النانوية الكربونية في مجال [[ثنائي باعث للضوء|الصمامات الثنائيية الباعثة للضوء]] <ref name="led1">
{{استشهاد بدورية محكمة
 |مؤلف=J. A. Misewich ''et al.''
 |عنوان=Electrically Induced Optical Emission from a Carbon Nanotube FET
 |صحيفة= Science |المجلد=300 |العدد=5620 |صفحات=783–786
 |سنة=2003
 |doi=10.1126/science.1081294
 |pmid=12730598
}}</ref><ref name="led2">
{{استشهاد بدورية محكمة
 |مؤلف=J. Chen ''et al.''
 |عنوان=Bright Infrared Emission from Electrically Induced Excitons in Carbon Nanotubes
 |صحيفة= Science |المجلد=310 |العدد=5751 |صفحات=1171–1174
 |سنة=2005
 |doi=10.1126/science.1119177
 |pmid=16293757
}}</ref> وفي [[مستشعر ضوئي|المكاشيف الضوئية]] <ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
 |مؤلف=M. Freitag ''et al.''
 |عنوان=Photoconductivity of Single Carbon Nanotubes
 |صحيفة=Nano Letters |المجلد=3 |العدد=8 |صفحات=1067–1071
 |سنة=2003
 |doi=10.1021/nl034313e
}}</ref> إن الخاصة المميزة لهذه التطبيقات ليست في كفاءتها، إذ لا تزال ضعيفة، إنما في انتقائيتها [[طول الموجة|لطول موجة]] الإصدار والكشف، وبإمكانية تحسينها عن طريق بنية الأنابيب النانوية.

=== الحرارية ===
من المتوقع أن تكون الأنابيب النانوية جميعها [[ناقلية حرارية|موصلات جيدة للحرارة]] على طول الأنبوب، مما يظهر خاصية معروفة باسم «[[توصيل بليستي|التوصيل الباليستي]]» {{إنج|ballistic conduction}}، إلا أنها في الوقت ذاته تلعب دور عوازلٍ جيدةٍ لمحور الأنبوب بصورةٍ أفقيةٍ. هذا وقد أظهرت التجارب أن للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار القدرة على توصيل درجة حرارة الغرفة على طول محورها لما يصل إلى 3500 W•m<sup>−1</sup>•K<sup>−1</sup>؛ <ref name="Pop">
{{استشهاد بدورية محكمة
|عنوان = Thermal conductance of an individual single-wall carbon nanotube above room temperature
|صحيفة=Nano Letters
|تاريخ=2005-12-22
|الأخير=Pop
|الأول=Eric ''et al.''
|الأخير2 = Mann
|الأول2 = David
|الأخير3 = Wang
|الأول3 = Qian
|الأخير4 = Goodson
|الأول4 = Kenneth
|الأخير5 = Dai
|الأول5 = Hongjie
|المجلد=6
|العدد=1
|صفحات= 96–100
|doi =10.1021/nl052145f
|pmid = 16402794}}</ref> ولنقارن هذا بالنحاس، وهو فلز معروف بأنه [[ناقلية حرارية|موصل جيدة للحرارة]]، حيث ينقل 385 W•m<sup>−1</sup>•K<sup>−1</sup>. حيث أن للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار خاصية نقل أو توصيل درجة حرارة الغرفة عبر محورها لما يقارب 1.52 W•m<sup>−1</sup>•K<sup>−1</sup>، والذي هو تقريباً موصل حرارياً كالتربة.<ref name="Sinha">
{{استشهاد بدورية محكمة
|عنوان = Off-axis thermal properties of carbon nanotube films
|صحيفة=Journal of Nanoparticle Research
|تاريخ=2005-06-05
|الأخير=Sinha
|الأول=Saion ''et al.''
|المجلد=7
|العدد=6
|صفحات= 651–657
|doi =10.1007/s11051-005-8382-9
|الأخير2 = Barjami
|الأول2 = Saimir
|الأخير3 = Iannacchione
|الأول3 = Germano
|الأخير4 = Schwab
|الأول4 = Alexander
|الأخير5 = Muench
|الأول5 = George}}</ref> كما تـُقَدَر ثباتية درجة الحرارة للأنابيب النانوية الكربونية بما قد يصل إلى 2800 °س في [[فراغ (توضيح)|الفراغ]] وإلى ما يصل إلى 750 °س في الهواء.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Erik|الأخير=Thostenson|سنة=2005|عنوان=Nanocomposites in context|صحيفة=Composites Science and Technology|المجلد=65|صفحات=491–516|doi=10.1016/j.compscitech.2004.11.003|الأخير2=Li|الأول2=C|الأخير3=Chou|الأول3=T}}</ref>

=== العيوب والتشوهات ===
كما هو الحال مع المواد جميعها، فإن وجود أي [[عيب بلوري|تشوه بلوري]] {{إنج|crystallographic defect}} يؤثر على خصائص المادة. حيث قد تقع التشوهات على صورة [[فجوة (علم البلورات)|فجوات ذرية]] {{إنج|vacancy defect}}. كما أن المستويات العليا لمثل تلك التشوهات قد تُقَلِص من قوة الشد بمقدار يصل إلى 85%. وتمثل [[تشوه ستون ويلز|تشوهات ستون ويلز]] {{إنج|Stone Wales defect}} صورةً أخرى للتشوهات المتواجدة بالأنابيب النانوية الكربونية، والتي تخلق زوج خماسي وسباعي من خلال إعادة ترتيب الروابط. وبسبب البنية متناهية الصغر للأنابيب النانوية الكربونية، فإن قوة الشد للأنبوب تعتمد على القطاع الأضعف في سمةِ مماثلةٍ للسلسلة، حيث تصبح قوة أضعف وصلة هي القوة القصوى للسلسلة.

كما تؤثر العيوب البلورية كذلك على الخصائص الكهربائية للأنبوب. ومن ضمن النتائج الشائعة، قدرة منخفضة على التوصيل عبر المنطقة المعيبة بالأنبوب. كما أن وجود تشوهٍ في الأنبوب النانوي أريكي الشكل (والذي له القدرة على توصيل الكهرباء) قد يتسبب في أن تصبح المنطقة المحيطة شبه موصلةٍ بدلاً من كونها موصلةً للكهرباء، كما أن للفجوات أحادية الذرة خصائصاً مغناطيسيةً.<ref>Carbon Based Magnetism: An Overview of the Magnetism of Metal Free Carbon-based Compounds and Materials, edited by Tatiana Makarova and Fernando Palacio (Elsevier 2006)</ref>
هذا وتؤثر التشوهات البلورية بصورةٍ واضحةٍ قويةٍ على الخصائص الحرارية للأنبوب. فقد تؤدي مثل تلك التشوهات إلى تشتت [[فونون|الفونون]]، والذي بدوره يزيد من معدل استرخاء هذه الفونونات، مما يؤدي إلى تقليل [[مسار حر وسطي|متوسط المسار الحر]] ويُقَلِص كذلك من القدرة على التوصيل الحراري لبنى الأنابيب النانوية الكربونية. وتشير محاكاة أو تمثيلات انتقال الفونون إلى أن العيوب البديلة كالنيتروجين أو البورون تؤدي بصورةٍ أساسيةٍ إلى تشتيت الفونونات البصرية عالية التردد. على الرغم من ذلك، فإن التشوهات الكبيرة مثل [[تشوه ستون ويلز|تشوهات ستون ويلز]] تُسَبِب تشتتٍ للفونون على نطاقٍ واسعٍ من الترددات، مما يؤدي إلى تقلصٍ أكبرٍ للقدرة على التوصيل الحراري.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=N.|الأخير=Mingo|سنة=2008|عنوان=Phonon transmission through defects in carbon nanotubes from first principles|صحيفة=Physical Review B|المجلد=77|صفحة=033418|doi=10.1103/PhysRevB.77.033418|الأخير2=Stewart|الأول2=D. A.|الأخير3=Broido|الأول3=D. A.|الأخير4=Srivastava|الأول4=D.}}</ref>

=== النقل أحادي البعد ===
بسبب الأبعاد النانوية، لا تنتشر الإلكترونات إلا على طول محور الأنبوب ويتضمن نقل الإلكترون العديد من التأثيرات الكمومية. ونتيجةً لهذا، فإنه كثيراً ما يُشار إلى الأنابيب النانوية الكربونية بصورةٍ متكررةٍ «بأحادية البعد».

=== السمية ===
شغلت قضية تحديد سُمِّيَة الأنابيب النانوية الكربونية واحدةٍ من التساؤلات الملحة في مجال التقانة النانوية. ولسوء الحظ، فإن الأبحاث المُقَرِرة لتلك المسألة قد بدأت لتوها. ومن ثم، فما زالت البيانات التي يتم تجميعها متفرقة ومشتتة بالإضافة إلى أنها تخضع للكثير من الانتقادات. إلا أن النتائج الأولية أبرزت صعوبات تقويم سُمِّيَة هذه المادة المتغايرة غير المتجانسة. وهنا يُلاحظ أن لبعض المعايير أو العوامل كالبنية وتوزيع الحجم ومساحة السطح وكيمياء السطح و[[شحنة السطح]]، وكذلك حالة [[تكتل|التكتل]] بالإضافة إلى نقاء العينات، تأثيراتٍ واضحةٍ ملموسةٍ على [[تفاعلية]] الأنابيب النانوية الكربونية. على الرغم من ذلك، أظهرت البيانات المتاحة بوضوحٍ أنه، تحت ظروفٍ معينةٍ، تعبر الأنابيب النانوية الحواجز الغشائية، والتي تفترض أنه في حال وصول المواد الخام إلى الأعضاء فمن الممكن أن يكون لها تأثيراتٍ ضارةٍ كالتفاعلات الالتهابية والتلفية.<ref name=tox1>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Kolosnjaj J, Szwarc H, Moussa F |عنوان=Toxicity studies of carbon nanotubes |صحيفة=Adv Exp Med Biol. |المجلد=620 |صفحات=181–204 |سنة=2007 |pmid=18217344 |doi=10.1007/978-0-387-76713-0_14}}</ref>

كما أظهرت دراسةٌ أجرتها أليكسندرا بورتر من [[جامعة كامبريدج]] أن الأنابيب النانوية الكربونية لها القدرة على دخول الخلايا البشرية وتتجمع في [[سيتوبلازم|الهَيُولَى أو هَيُولَى الخَلِيَّة]]، مما يسفر عن موت الخلية.<ref name="tox2">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Porter|الأول=Alexandra|عنوان=Direct imaging of single-walled carbon nanotubes in cells|صحيفة=Nature Nanotechnology|سنة=2007|المجلد=2|صفحة=713|doi=10.1038/nnano.2007.347|الأخير2=Gass|الأول2=Mhairi|الأخير3=Muller|الأول3=Karin|الأخير4=Skepper|الأول4=Jeremy N.|الأخير5=Midgley|الأول5=Paul A.|الأخير6=Welland|الأول6=Mark|pmid=18654411|العدد=11}}</ref>

كما أوضحت الدراسات التي أجريت على القوارض بصورةٍ جماعيةٍ أنه بغض النظر عن العملية التي من خلالها يتم تركيب وتصنيع الأنابيب النانوية الكربونية وأنواع وكميات المعادن التي تحتوي عليها، فإن للأنابيب النانوية الكربونية القدرة على التسبب في [[التهاب|الالتهابات]]، [[ورم حبيبي|الأورام الحبيبية شبه الظهارية]] أو العقيدات المجهرية {{إنج|Epithelioid granulomas}}، [[تليف|التليف]]، والتغيرات الكيميائية الحيوية-السُمِّية في الرئتين.<ref>Zumwalde, Ralph and Laura Hodson (March 2009). [https://www.cdc.gov/niosh/docs/2009-125/ "Approaches to Safe Nanotechnology: Managing the Health and Safety Concerns Associated with Engineered Nanomaterials"]. National Institute for Occupational Safety and Health. NIOSH (DHHS) Publication 2009-125. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171218144418/https://www.cdc.gov/niosh/docs/2009-125/ |date=18 ديسمبر 2017}}</ref> هذا وقد أظهرت الدراسات التي أُجْرِيَت على السمية المقارنة والتي أُعْطِيَت فيها الفئران أوزانٍ متساويةٍ من موادٍ اختباريةٍ، أن الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار كانت أكثر سميةٍ من [[مرو (معدن)|معدن المرو]]، والذي يُمَثِل تهديداً صحياً مهنياً خطيراً عندما يتم استنشاقه بصورةٍ مزمنةٍ (لفترةٍ زمنيةٍ طويلةٍ). وكمجموعةٍ ضابطةٍ، أظهر استخدام أسود الكربون متناهي الصغر تسببها في وقوع تأثيراتٍ ضئيلةٍ بالرئة.<ref name=tox3>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Lam CW, James JT, McCluskey R, Arepalli S, Hunter RL |عنوان=A review of carbon nanotube toxicity and assessment of potential occupational and environmental health risks |صحيفة=Crit Rev Toxicol.|المجلد=36|صفحات=189–217 |سنة=2006 |pmid=16686422 |doi=10.1080/10408440600570233 |العدد=3}}</ref>

مع ملاحظة أن الأنابيب النانوية الكربونية إبرية الشكل، والشبيهة [[أسبست|بألياف الأسبوستوس النسيجية]]، تثير المخاوف من أن الانتشار العريض لاستخدام الأنابيب النانوية الكربونية قد يؤدي إلى الإصابة [[ورم المتوسطة|أورام المتوسطة]]، وهي عبارة عن سرطان يصيب بطانة الرئتين وغالباً ما يكون السبب ورائه التعرض لألياف الأسبستوس. هذا وقد أيدت دراسةٌ استطلاعيةٌ حديثةٌ هذا التنبؤ.<ref name="tox5"/> كما عرض العلماء البطانة [[ظهارية|الظهارية]] لتجويف جسم الفأر، كبديلٍ للبطانة الظهارية لتجويف صدر الفأر، إلى أنابيب نانوية كربونية متعددة الجدران طويلة ولاحظوا وجود رد فعل شبيه بالأسبستوس معتمداً على الطول وممرِضاً، والذي تضمن التهابات وتكون جروحٍ أو أضرارٍ معروفةٍ باسم [[ورم حبيبي|الأورام الحبيبية]]. واختتم مؤلفوا تلك الدراسة أن:

:«تمثل تلك النتائج أهميةً كبيرةً لا يمكن إغفالها، بسبب أن المجتمعات البحثية وقطاعات الأعمال تستمر في عمليات الاستثمار بصورةٍ ضخمةٍ في مجال تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية وتطبيقها على نطاقٍ واسعٍ من المنتجات تحت شعار أنها لا تتسبب في أية مخاطرٍ تفوق مخاطر الغرافيت. كما أظهرت نتائجنا ضرورة الحاجة إلى إجراء المزيد من الأبحاث والحذر التام قبيل توفير مثل تلك المنتجات في السوق إن أُمْكِنَ تجنب الأذى طويل المدى.»<ref name="tox5">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Poland|الأول=CA|عنوان=Carbon nanotubes introduced into the abdominal cavity of mice show asbestos-like pathogenicity in a pilot study.|صحيفة=Nature Nanotechnology|سنة=2008|المجلد=3|صفحة=423|doi=10.1038/nnano.2008.111|الأخير2=Duffin|الأول2=Rodger|الأخير3=Kinloch|الأول3=Ian|الأخير4=مايوnard|الأول4=Andrew|الأخير5=Wallace|الأول5=William A. H.|الأخير6=Seaton|الأول6=Anthony|الأخير7=Stone|الأول7=Vicki|الأخير8=Brown|الأول8=Simon|الأخير9=MacNee|الأول9=William|pmid=18654567|العدد=7}}</ref>

في حين علق المؤلف المساعد لتلك التجربة د. أندرو مينارد أن:

:«تُعَدُ تلك الدراسة من نوعية الأبحاث الإستراتيجية عالية التركيز والمطلوبة لضمان سلامة ومسؤولية تطوير وتنمية تقانة النانو. فهي تُشْرِفُ وتختص بدراسة موادٍ نانويةٍ خاصةٍ، من المتوقع لها أن يكون لها تطبيقاتٍ تجاريةٍ عريضة النطاق وتطرح بعض التساؤلاتٍ حول المخاطر الصحية الخاصة الناجمة عن عمليات الإنتاج تلك. على الرغم من أن العلماء أثاروا مخاوفهم وقلقهم حول سلامة تصنيع واستخدام الأنابيب النانوية الكربونية الطويلة والرفيعة لما يقارب العقد من الزمن، فإنه مع عدم وجود أيٍ من المتطلبات البحثية ضمن بيئة تقانة النانو الأمريكية الفيدرالية (الاتحادية) الحالية، فإن إستراتيجية أبحاث المخاطر الصحية والسلامة تخاطب هذا التساؤل.» <ref>[http://www.nanotechproject.org/news/archive/mwcnt/ Carbon Nanotubes That Look Like Asbestos, Behave Like Asbestos] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170715023859/http://www.nanotechproject.org/news/archive/mwcnt/ |date=15 يوليو 2017}}</ref>

وعلى الرغم من ضرورة الحاجة إلى المزيد من الأبحاث الإضافية في المجال، إلا أن النتائج التي تم تقديمها اليوم تظهر بوضوح أنه، تحت ظروفٍ محددةٍ، وخاصةً تلك المرتبطة بالتعرض المزمن، فإن الأنابيب النانوية الكربونية قد تسفر عن وقوع أضرارٍ خطيرةٍ للصحة البشرية." <ref name=tox1/><ref name=tox2/><ref name=tox3/><ref name=tox5/>

== التركيب أو التصنيع ==
[[ملف:Mutr-nanotubes1.jpg|تصغير|مسحوق أنابيب نانوية كربونية.]]
تطورت الأساليب المستخدمة لإنتاج الأنابيب النانوية ذات الأحجام المتناسبة والمعقولة، وكان من بينها؛ [[قوس كهربائي|تفريغ القوس الكهربائي]] و[[تذرية ليزرية|التذرية الليزرية]]، أول أكسيد الكربون عالي الضغط، و[[ترسيب كيميائي للبخار|الترسيب الكيميائي للبخار]]. مع ملاحظة أن معظم تلك العمليات تقع تحت الفراغ أو مصاحبةً مع غازات نبيلة. حيث يمكن إنتاج الأنابيب النانوية الكربونية من تنامي الترسيب الكيميائي للبخار في الفراغ أو تحت الضغط الجوي.

=== تفريغ القوس الكهربائي ===
لوحظ تواجد الأنابيب النانوية الكربونية عام 1991 في سخام الكربون [[قطب كهربائي|أقطاب]] الغرافيت أثناء عملية تفريغ القوس، من خلال استخدام تيار شدته 100 أمبير، والتي قُصِدَ منها إنتاج الفلورين.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Sumio|الأخير=Iijima|سنة=1991|عنوان=Helical microtubules of graphitic carbon|صحيفة=Nature|المجلد=354|صفحات=56–58|doi=10.1038/354056a0}}</ref> على الرغم من ذلك، قام باحثان بأول عملية إنتاجٍ للأنابيب النانوية الكربونية المجهرية تمت خلال عام 1992 في معمل الأبحاث الرئيسي التابع لشركة [[إن إي سي]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=T. W.|الأخير=Ebbesen|سنة=1992|عنوان=Large-scale synthesis of carbon nanotubes|صحيفة=Nature|المجلد=358|صفحات=220–222|doi=10.1038/358220a0|الأخير2=Ajayan|الأول2=P. M.}}</ref> وكانت الطريقة المستخدمة مثلها مثل الطريقة التي استخدمت قبل ذلك في عام 1991. حيث [[تسام]]ى الكربون الداخل في تركيب أقطاب الغرافيت السالبة بسبب درجة حرارة التفريغ العالية. وبسبب أن ذلك الأسلوب يمثل الطريقة المستخدمة في اكتشاف تواجد الأنابيب النانوية الكربونية، فقد أصبح أكثر طريقةٍ واسعة الانتشار في تركيب وتصنيع الأنابيب النانوية.

ويمثل عائد تلك الطريقة ما يُقَدَرُ بحوالي 30% من حيث الوزن وتقوم بإنتاج الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار ومتعددة الجدران كلتيهما بأطوال تصل إلى 50 ميكرومتراً بأقل عيوبٍ بنائيةٍ.<ref name="nanotubes for electronics"/>

=== تذرية ليزرية ===
يُبَخِرُ [[ليزر|الليزر النابض]] في أثناء عملية التذرية الليزرية الغرافيت الهدف في مفاعل ذو درجة حرارة مرتفعة، في حين يضخ [[غاز خامل|الغاز الخامل]] عبر أرجاء حجرة المفاعل. وهنا نلاحظ أن الأنابيب النانوية الكربونية تنمو وتتطور على الأسطح الأبرد للمفاعل حيث يتكثَّف الكربون المتبخِر. ومن ثم، يمكن دمج سطحٍ مُبَرَدٍ بالماء ضمن النظام بهدف تجميع الأنابيب النانوية.

طور د. [[ريتشارد سمولي]] تلك العملية بمعاونة مساعديه في [[جامعة رايس]]، والذين في أثناء وقت اكتشاف الأنابيب النانوية الكربونية، كانوا يقومون بتسليط الليزر على المعادن لإنتاج جزيئاتٍ معدنيةٍ متنوعةٍ. وعندما سمعوا بوجود ما يسمى الأنابيب النانوية، قاموا باستخدام الغرافيت بدلا من المعادن لإنتاج أنابيب نانوية كربونية متعددة الجدران.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Guo|الأول=Ting|عنوان=Self-Assembly of Tubular Fullerenes|مسار=https://web.pa.msu.edu/cmp/csc/eprint/DT085.pdf|سنة=1995|صحيفة=J. Phys. Chem.|المجلد=99|صفحات=10694–10697|doi=10.1021/j100027a002|الأخير2=Nikolaev|الأول2=Pavel|الأخير3=Rinzler|الأول3=Andrew G.|الأخير4=Tomanek|الأول4=David|الأخير5=Colbert|الأول5=Daniel T.|الأخير6=Smalley|الأول6=Richard E.| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170808213722/http://www.pa.msu.edu/cmp/csc/eprint/DT085.pdf | تاريخ أرشيف = 8 أغسطس 2017 | تاريخ الوصول = أكتوبر 2020 |حالة المسار=dead}}</ref> وفي وقتٍ لاحقٍ من هذا العام، استخدم الفريق مركباً من الغرافيت وجسيمات حفاز معدنية (وكان أفضل منتجٍ يتم الحصول عليه من خليط [[كوبالت|الكوبلت]] و[[نيكل|النيكل]]) بهدف تركيب الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Guo|الأول=Ting|عنوان=Catalytic growth of single-walled nanotubes by laser vaporization|صحيفة=Chem. Phys. Lett.|سنة=1995|المجلد=243|صفحات=49–54|مسار=http://www.orgchem.science.ru.nl/molmat/mm-web/education/caput-college/ChemPhysLett-1995-243-49.pdf |صيغة=PDF| doi=10.1016/0009-2614(95)00825-O|الأخير2=Nikolaev|الأول2=P|الأخير3=Thess|الأول3=A|الأخير4=Colbert|الأول4=D|الأخير5=Smalley|الأول5=R| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20110724164437/http://www.orgchem.science.ru.nl/molmat/mm-web/education/caput-college/ChemPhysLett-1995-243-49.pdf | تاريخ أرشيف = 24 يوليو 2011 }}</ref>

وصل مردود طريقة التذرية الليزرية إلى ما يُقارب 70% بالإضافة إلى أنها أنتجت الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار ذات الأقطار المُتَحَكَمُ بها والتي جرى التحكم بها بواسطة [[درجة حرارة]] التفاعل. إلا أنها على الرغم من ذلك، تُعَدُ باهظة التكاليف عن عمليتي تفريغ القوس الكهربائي أو التوضع (الترسب) الكيميائي للبخار كلتيهما.<ref name="nanotubes for electronics"/>

=== الترسيب الكيميائي للبخار ===
[[ملف:PICT0111.JPG|تصغير| أنابيب نانوية نمت بواسطة [[ترسيب كيميائي للبخار|بالترسيب الكيميائي للبخار]] المدعم بالبلازما.]]
أفادت التقارير حدوث أول عمليةٍ لمرحلة الترسيب الكيميائي للبخار في عام 1959، <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=P. L.|الأخير=Walker Jr.|صحيفة=J. Phys. Chem.|المجلد=63|صفحات=133|سنة=1959|عنوان=Carbon Formation from Carbon Monoxide-Hydrogen Mixtures over Iron Catalysts. I. Properties of Carbon Formed|doi=10.1021/j150572a002|الأخير2=Rakszawski|الأول2=J. F.|الأخير3=Imperial|الأول3=G. R.}}</ref> إلا أنه لم تتكون الأنابيب النانوية الكربونية بواسطة تلك العملية إلا في عام 1993.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=M.|الأخير=José-Yacamán|عنوان=Catalytic growth of carbon microtubules with fullerene structure|صحيفة=Appl. Phys. Lett.|المجلد=62|صفحة=657|سنة=1993|doi=10.1063/1.108857|الأخير2=Miki-Yoshida|الأول2=M.|الأخير3=Rendón|الأول3=L.|الأخير4=Santiesteban|الأول4=J. G.}}</ref> في حين طور الباحثون في [[جامعة سينسيناتي]] في عام 2007 عمليةً لتنمية صفائف الأنابيب النانوية الكربونية المصطفة مع بعضها البعض بطول 18 مليمتراً على أول نظام نمو لأنبوب نانوي كربوني ET3000 بحسب ما أُطلق عليه.<ref>{{استشهاد بخبر|عنوان=UC Researchers Shatter World Records with Length of Carbon Nanotube Arrays|تاريخ=2007-04-27|الأخير=Beckman|الأول=Wendy|ناشر=University of Cincinnati|مسار=https://www.uc.edu/news/articles/legacy/enews/2007/04/e5700.html| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20090202112429/http://www.uc.edu/news/NR.asp?id=5700 | تاريخ أرشيف = 2 فبراير 2009 |حالة المسار=live}}</ref>

وفي أثناء عملية التوضع الكيميائي للبخار، يتم تجهيز [[ركيزة (علم المواد)|ركيزة]] مع طبقةٍ من جسيمات حفاز معدنية، والتي غالباً ما تكون النيكل، الكوبلت، <ref>N. Inami et al. "Synthesis-condition dependence of carbon nanotube growth by alcohol catalytic chemical vapor deposition method" Sci. Technol. Adv. Mater. 8 (2007) 292 [https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1016/j.stam.2007.02.009 free download] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200413073345/https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1016/j.stam.2007.02.009 |date=13 أبريل 2020}}</ref> [[حديد|الحديد]] أو مزيجاً منها.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=N. Ishigami |عنوان=Crystal Plane Dependent Growth of Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes on Sapphire|doi=10.1021/ja8024752|صحيفة=J. Am. Chem. Soc.
|المجلد=130|صفحات=9918–9924|سنة=2008|pmid=18597459|الأخير2=Ago|الأول2=H|الأخير3=Imamoto|الأول3=K|الأخير4=Tsuji|الأول4=M|الأخير5=Iakoubovskii|الأول5=K|الأخير6=Minami|الأول6=N|العدد=30}}</ref> هذا ومن الممكن إنتاج الجسيمات النانوية المعدنية بطرقٍ أخرى، منها اختزال الأكاسيد أو محاليل الأكاسيد الصلبة. وترتبط أقطار الأنابيب النانوية التي تنمو بحجم الجسيمات المعدنية. ويمكن ضبط هذا من خلال ترسيب المعدن المنقوش أو (المغطى)، [[تطويع (علم المواد)|تخمير المعادن]] حراريا، أو من خلال خرط البلازما لطبقة المعدن. ويتم تسخين الركيزة إلى نحو 700 درجةٍ مئويةٍ تقريباً. ولبدء عملية نمو الأنابيب النانوية، يتم ضخ غازين إلى داخل المفاعل: وهما غاز معالج (على سبيل المثال؛ غاز [[أمونيا|الأمونيا]]، [[نيتروجين|النيتروجين]] أو [[هيدروجين|الهيدروجين]]) مع غازٍ حاوي على الكربون (ومنه على سبيل المثال؛ غاز [[أسيتيلين|الأسيتيلين]]، [[إيثيلين|الإيثيلين]]، [[إيثان|الإيثان]] أو [[ميثان|الميثان]]). ثم تنمو الأنابيب النانوية الكربونية في مواقع البلورة المعدنية؛ حيث يُكَسِّرُ الغاز المحتوي على الكربون على سطح الجسيم المُحَفِز، ثم ينتقل الكربون إلى حواف الجسيم، حيث يُشَكِّل الأنابيب النانوية. وما زالت هذه الآلية في طور الدراسة. ونلاحظ أن الجسيمات المحفزة قد تظل باقيةً على أطراف الأنبوب النانوي النامي خلال عملية النمو أو الإنتاج، أو تَظِلُ عند قاعدة الأنبوب النانوي، وذلك وفقاً للالتصاق أو الالتحام فيما بين الجسيم المُحَفِز والركيزة. كما أن عملية التحلل التحفيزي الحراري للهيدروكربون أصبحت مساحةً نشطةً للبحث والتجريب، بالإضافة إلى أنها تُعَدُ مجالاً واعداً لإنتاج النصيب الأكبر من الأنابيب النانوية الكربونية. هذا ويلعب [[مفاعل المهد المسيل]] {{إنج| Fluidised bed reactor}} المفاعل الأوسع استخداماً لتجهيز الأنابيب النانوية الكربونية. إن تحويل المفاعل على النطاق الصناعي يمثل تحدياً رئيسياً في هذا المجال.<ref>JL Pinilla. "Production of hydrogen and carbon nanofibers by thermal decomposition of methane using metal catalysts in a fluidized bed reactor" doi:10.1016/j.ijhydene.2007.08.013 International Journal of Hydrogen Energy 32, 4821, 2007. Moliner R, Suelves I, Lázaro MJ, Echegoyen Y, Palacios M</ref><ref>N Muradov. "Hydrogen via methane decomposition: an application for decarbonization of fossil fuels". PII: S0360-3199(01)00073-8. International Journal of Hydrogen Energy 26, 1165, 2001.</ref>

ومن ثم تُعَدُ عملية الترسيب الكيميائي للبخار طريقةً شائعةً للإنتاج التجاري للأنابيب النانوية الكربونية. ومن أجل ذلك الغرض، يتم خلط الجسيمات المعدنية النانوية مع المُدَعِّم المحفِّز مثل [[أكسيد المغنيسيوم|MgO]] أو [[أكسيد الألومنيوم|Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]] لزيادة مساحة السطح لتحقيق عائد (مردود) أعلى من التفاعل التحفيزي لمواد التلقيم الكربونية مع الجسيمات المعدنية. ومن إحدى القضايا المتجسدة في مسار التركيب هذا تتمثل في إزالة التدعيم المحفِّز من خلال المعالجة الحمضية، والتي قد تُدَمِر في بعض الأحيان البنية الأصلية للأنابيب النانوية الكربونية. على الرغم من ذلك، فقد أثبتت المدعمات التحفيزية البديلة، والقابلة للذوبان في الماء، أنها فعالة في عملية نمو الأنابيب النانوية.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=A.|الأخير=Eftekhari|عنوان=High-yield synthesis of carbon nanotubes using a water-soluble catalyst support in catalytic chemical vapor deposition|مسار=https://archive.org/details/sim_carbon_2006-06_44_7/page/1343|doi=10.1016/j.carbon.2005.12.006|صحيفة=Carbon|المجلد=44|صفحة=1343|سنة=2006|الأخير2=Jafarkhani|الأول2=P|الأخير3=Moztarzadeh|الأول3=F}}</ref>

في حال تم إنتاج [[بلازما (فيزياء)|البلازما]] من خلال تطبيق مجالٍ كهربائيٍ قويٍ خلال عملية النمو (ترسب كيميائي مُدعم بالبلازما للبخار*)، فإن نمو الأنبوب النانوي سيتبع اتجاه المجال الكهربائي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Z. F.|الأخير=Ren|عنوان=Synthesis of Large Arrays of Well-Aligned Carbon Nanotubes on Glass|صحيفة=Science|المجلد=282|صفحة=1105|سنة=1998|doi=10.1126/science.282.5391.1105|pmid=9804545|الأخير2=Huang|الأول2=ZP|الأخير3=Xu|الأول3=JW|الأخير4=Wang|الأول4=JH|الأخير5=Bush|الأول5=P|الأخير6=Siegal|الأول6=MP|الأخير7=Provencio|الأول7=PN|العدد=5391}}</ref> وبتعديل بناء المفاعل، يصبح من الممكن تركيب الأنابيب النانوية الكربونية المصطفة عمودياً <ref>[https://www.nano-lab.com/imagegallery.html SEM images & TEM images of carbon nanotubes, aligned carbon nanotube arrays, and nanoparticles] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171113163933/http://www.nano-lab.com/imagegallery.html |date=13 نوفمبر 2017}}</ref> (بمعنى أن تكون الأنابيب متعامدةً على الركيزة)، وهو ذلك التكوين الذي يمثل مصدر شغفٍ واهتمامٍ للباحثين المهتمين في انبعاث الإكترون من الأنبوب النانوي. فبدون البلازما، غالباً ما تكون الأنابيب النانوية الناتجة عن عملية النمو عشوائية التوجه. كما أنه تحت بعض ظروف وشروط التفاعل، حتى مع غياب البلازما، فإن الأنابيب النانوية المتقاربة في المسافة ستظل محافظةً على اتجاه نموها العمودي الناجم عن الحزمة الكثيفة من الأنابيب المشابهة لسجادةٍ أو غابةٍ.

مما يجعلنا نقر أنه من بين كل الطرق المستخدمة لإنتاج الأنابيب النانوية الكربونية، فإن عملية الترسب الكيميائي للبخار أثبتت أنها الأكثر وعيداً من أجل الترسب على الصعيد الصناعي، بسبب نسبة السعر/ الوحدة، وكذلك بسبب أن الترسب الكيميائي للبخار قادراً على إنماء الأنابيب النانوية الكربونية مباشرةً على الركيزة المرغوبة، في حين يجب أن يتم تجميع الأنابيب النانوية في طرق الإنماء الأخرى. حيث أن مواقع النمو يتم التحكم بها من خلال عملية الترسب الحذر للعامل المحفز. وفي عام 2007، قام فريقٌ من [[جامعة ميجو]] بإجراء عملية ترسيب كيميائية للبخار عالية الكفاءة من أجل إنماء الأنابيب النانوية الكربونية من [[كافور (توضيح)|الكافور]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Carbon Nanotubes from Camphor: An Environment-Friendly Nanotechnology|صحيفة=Journal of Physics: Conference Series|المجلد=61|سنة=2007| صفحة=643|مسار=https://www.iop.org/EJ/article/1742-6596/61/1/129/jpconf7_61_129.pdf |صيغة=free download PDF| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200413073359/https://iopscience.iop.org/article/1742-6596/61/1/129/jpconf7_61_129.pdf | تاريخ أرشيف = 13 أبريل 2020 }}</ref> هذا وقد ركز الباحثون في جامعة رايس، تحت قيادة [[ريتشارد سمولي]] حتى وقتٍ قريبٍ، على إيجاد طرقٍ لإنتاج كمياتٍ ضخمةٍ ونقيةٍ من أنواعٍ معينةٍ من الأنابيب النانوية. حيث ساعدت منهجيتهم على إنماء أليافٍ من العديد من البذور الصغيرة والمقطوعة من أنبوب نانوي فردي؛ وكانت كل الألياف الناتجة عن تلك العملية لها نفس القطر كالأنبوب النانوي الأصلي الذي تم أخذ العينات منه ومن المتوقع لها أن تكون من نفس النوع الذي ينتمي إليه هذا الأنبوب النانوي الأصلي.<ref>{{استشهاد بخبر|الأول=Jade|الأخير=Boyd|عنوان=Rice chemists create, grow nanotube seeds|ناشر=Rice University|تاريخ=2006-11-17|مسار=http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=9070| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20120211132458/http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=9070 | تاريخ أرشيف = 11 فبراير 2012 }}</ref>

==== الإنماء الفائق للترسيب الكيميائي للبخار ====
طور كلٌ من كينجي هاتا، صوميو إيجيما والمعاونين لهما في [[المعهد الوطني لعلوم الصناعة والتقنية المتقدمة]]، باليابان، عملية الإنماء المفرط للترسب الكيميائي للبخار (الترسب الكيميائي للبخار بمساعدة الماء).<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=K. Hata ''et al.''
 |عنوان=Water-Assisted Highly Efficient Synthesis of Impurity-Free Single-Walled Carbon Nanotubes
 |صحيفة=[[ساينس]]
 |المجلد=306
 |صفحات=1362–1365
 |سنة=2004
 |doi=10.1126/science.1104962 |pmid=15550668 |العدد=5700
}}</ref> حيث تحسن نشاط وعمر العامل المُحَفٍز بواسطة إضافة الماء إلى مفاعل الترسيب الكيميائي للبخار. ونتج عن تلك العملية إنتاج «غابات» أنابيب نانوية كربونية كثيفة بطول يصل إلى ميليمترٍ، وهي مصطفة بشكل عمودي على الركيزة. وهنا يمكن التعبير عن معدل نمو الغابات من خلال الصيغة التالية:
: <math> H(t) = {\beta}{\tau}_o ({1 - e^{-t / {\tau}_o}}).</math>

حيث:
تشير β في هذه المعادلة إلى معدل النمو المبدئي و<math> {\tau}_o </math> تشير إلى عمر العامل المحفز.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=K. Hata ''et al.''
 |عنوان=Kinetics of Water-Assisted Single-Walled Carbon Nanotube Synthesis Revealed by a Time-Evolution Analysis
 |صحيفة=[[Physical Review Letters]]
 |المجلد=95
 |صفحات=056104
 |سنة=2005
 |doi=10.1103/PhysRevLett.95.056104
}}</ref>

ويزيد سطحها النوعي عن 1,000 م<sup>2</sup>/غرام (مغطاه) أو 2,200 م<sup>2</sup>/غرام (غير مغطاه)، <ref>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=K. Hata, [[Sumio Iijima]] ''et al.''
 |عنوان=Compact and light supercapacitors from a surface-only solid by opened carbon nanotubes with 2,200 m<sup>2</sup>/g
 |صحيفة=[[Advanced Functional Materials]]
 |المجلد=20
 |صفحات=422–428
 |سنة=2009
 |doi=10.1002/adfm.200901927
}}</ref> مما يفوق قيمة 400–1,000 م<sup>2</sup>/غرام في عينات HiPco (تحويل CO تحت ضغط مرتفع). وهنا يُلاحظ أن كفاءة التحضير تزيد بنسبة 100 مرةٍ عن طريقة [[تذرية ليزرية|التذرية الليزرية]]. هذا وقد وصل الوقت المستغرق لإنتاج غابة أنابيب نانوية أحادية الجدار بارتفاع 2.5 مليمتراً باستخدام تلك الطريقة إلى 10 دقائق في عام 2004. مع ملاحظة أن غابات الأنابيب النانوية أحادية الجدار تلك يمكن فصلها بسهولةٍ عن العامل المُحَفِّز، مما يجعل الناتج الذي نحصل عليه مواد أنابيب نانوية أحادية الجدار (بنسبة نقاء>99.98%) بدون إجراء المزيد من عمليات التنقية. ولأجل المقارنة، فإن الأنابيب النانوية الكربونية التي تم إنمائها بطريقة HiPco تحتوى على نسبة شوائب معدنية تتراوح من 5- 35%؛ <ref>{{استشهاد بويب|عنوان=Unidym product sheet SWNT|مسار=https://arlingtontexasdentist.net/files/Unidym_Product_Sheet_SWNT.pdf |صيغة=free download PDF| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20130520153032/http://www.unidym.com/files/Unidym_Product_Sheet_SWNT.pdf | تاريخ أرشيف = 20 مايو 2013 |حالة المسار=dead}}</ref> ومن ثم يتم تنقيتها بواسطة عمليتي التشتت والطرد المركزي واللتان تتسببان في تدمير الأنابيب النانوية وإفسادها. وتتجنب عملية الإنماء الفائق مثل تلك المشكلة. ومن ثم فقد تم تصنيع هياكل الأنابيب النانوية أحادية الجدار المزخرفة والمنتظمة بدرجةٍ عاليةٍ بنجاح بواسطة أساليب الإنماء الفائق.

وتصل [[كثافة|كثافة كتلة]] {{إنج|Mass density}} الأنابيب النانوية فائقة النمو إلى ما يعادل 0.037 غ/سم<sup>3</sup>.<ref>{{استشهاد بويب|عنوان=Characteristic of Carbon nanotubes by super-growth method|لغة=japanese|مسار=http://www.nanocarbon.jp/sg/002.html| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150109003418/http://www.nanocarbon.jp/sg/002.html | تاريخ أرشيف = 9 يناير 2015 }}</ref><ref name="K.Hata">{{استشهاد بويب|مؤلف=K.Hata|عنوان=From Highly Efficient Impurity-Free CNT Synthesis to DWNT forests, CNTsolids and Super-Capacitors|مسار=http://www.nanocarbon.jp/english/research/image/review.pdf |صيغة=free download PDF| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181215122421/http://nanocarbon.jp/english/research/image/review.pdf | تاريخ أرشيف = 15 ديسمبر 2018 }}</ref> وهي أقل بكثير من كثافة الكتلة لمساحيق الأنابيب النانوية الكربونية التقليدية والتي تُقَدَرُ بحوالي ~1.34 غ/سم<sup>3</sup>، ومن المحتمل أن هذا يرجع إلى أن الأخير يحتوي على معادن و[[كربون غير متبلور|الكربون غير المتبلور]] {{إنج|Amorphous carbon}}

وهنا تمثل طريقة الإنماء الفائق تنوعاً أساسياً لطريقة الترسيب الكيميائي للبخار. ومن ثم، فمن الإمكان إنماء المعادن المحتوية على الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار والأنابيب النانوية الكربونية مزدوجة الجدران والأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران، بالإضافة إلى إمكانية تغيير النسب من خلال ضبط شروط النمو.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Takeo Yamada ''et al.''
 |عنوان=Size-selective growth of double-walled carbon nanotube forests from engineered iron catalysts
 |صحيفة=[[Nature Nanotechnology]]
 |المجلد=1
 |صفحات=131–136
 |سنة=2006
 |doi=10.1038/nnano.2006.95 |pmid=18654165 |العدد=2
}}</ref> حيث تتغير نسبهم من خلال التحكم بدرجة رقة العامل المحفز. ونلاحظ أنه يتم ضم العديد من الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الأوجه ومن ثم يكون قطر الأنبوب عريضاً.<ref name="K.Hata"/>

وتنشأ غابات الأنابيب النانوية الكربونية المصطفة عمودياً من «تأثير الاندفاع والانطلاق» {{إنج| Zipping effect}} عندما تنغمس في مذيبٍ ثم يتم تجفيفها بعد ذلك. وينجم تأثير الانطلاق من [[توتر سطحي|التوتر السطحي]] للمذيب و[[قوى فان دير فالس]] بين الأنابيب النانوية الكربونية. حيث أنه (تأثير الانطلاق) يسبب اصطفاف الأنابيب النانوية داخل المادة الكثيفة، والتي قد تتشكل في بضعة أشكالٍ مختلفةٍ، ومنها الصفائح، والقضبان، ويتم ذلك بواسطة تطبيق الضغط الضعيف خلال العملية. ويزيد التكثيف من [[صلابة فيكرز]] {{إنج|Vickers hardness}} بما يقارب 70 مرةً، والكثافة تصل إلى 0.55 غ/سم<sup>3</sup>. ويزيد طول الأنابيب النانوية الكربونية المحزمة معاً عن 1 مليمتراً، كما أن لها نقاءً كربونياً يصل إلى 99.9% أو أعلى؛ كما أنها تكتسب خصائص الاصطفاف المرغوبة لغابة الأنابيب النانوية.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Don N. Futaba , Kenji Hata ''et al.''
 |عنوان=Shape-engineerable and highly densely packed single-walled carbon nanotubes and their application as super-capacitor electrodes
 |صحيفة=[[Nature Materials]]
 |المجلد=5
 |صفحات=987–994
 |سنة=2006
 |doi=10.1038/nmat1782 |pmid=17128258 |العدد=12
}}</ref>

== بيئات اللهب الطبيعية، العرضية والمضبوطة ==
ليس بالضرورة أن يتم تصنيع أو إنتاج [[فوليرين|الفوليرينات]] والأنابيب النانوية الكربونية في المعامل عالية التقنية؛ حيث أنها غالباً ما تتشكل في مثل تلك الأماكن الدنيوية كألفحة [[لهب]]ٍ عاديةٍ، <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=J.M.|الأخير=Singer|عنوان=Carbon formation in very rich hydrocarbon-air flames. I. Studies of chemical content, temperature, ionization and particulate matter|صحيفة=Seventh Symposium (International) on Combustion|سنة=1959}}</ref> تُنْتَجُ من خلال حرق الميثان، <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Yuan|الأول=Liming|سنة=2001|عنوان=Nanotubes from methane flames|صحيفة=Chemical physics letters|المجلد=340|صفحات=237–241|doi=10.1016/S0009-2614(01)00435-3}}</ref> الإيثيلين، <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Yuan|الأول=Liming|سنة=2001|عنوان=Ethylene flame synthesis of well-aligned multi-walled carbon nanotubes|صحيفة=Chemical physics letters|المجلد=346|صفحات=23–28|doi=10.1016/S0009-2614(01)00959-9}}</ref> والبنزين، <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Duan|الأول=H. M.|سنة=1994|عنوان=Nanoclusters Produced in Flames|صحيفة=Journal of Physical Chemistry|المجلد=98|صفحات=12815–12818|doi=10.1021/j100100a001|الأخير2=McKinnon|الأول2=J. T.}}</ref> كما أنها وُجِدَت كذلك في [[سناج|السناج]] من الهواء الموجود داخل وخارج المنزل.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Murr|الأول=L. E.|سنة=2004|عنوان=Carbon nanotubes, nanocrystal forms, and complex nanoparticle aggregates in common fuel-gas combustion sources and the ambient air|صحيفة=Journal of Nanoparticle Research|المجلد=6|صفحات=241–251|doi=10.1023/B:NANO.0000034651.91325.40|الأخير2=Bang|الأول2=J.J.|الأخير3=Esquivel|الأول3=E.V.|الأخير4=Guerrero|الأول4=P.A.|الأخير5=Lopez|الأول5=D.A.}}</ref> على الرغم من ذلك، فإن تلك التنوعات التي تحدث طبيعياً قد تكون غير منتظمةٍ بدرجةٍ عاليةٍ في الحجم والجودة بسبب أن البيئة التي يتم إنتاجها فيها غالباً ما لا يمكن التحكم فيها وضبطها. ومن ثم، فعلى الرغم من أنه يمكن استخدامها في بعض التطبيقات، إلا أنها تفتقر إلى درجةٍ عاليةٍ من الاتساق اللازم لإرضاء جميع المتطلبات في مجالي الأبحاث والصناعة. مع ملاحظة أن الجهود الحالية تركزت حول إنتاج أنابيب نانوية كربونية أكثر إتساقاً في بيئات اللهب المضبوطة.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=R.L.|الأخير=Vander Wal|عنوان=Fe-catalyzed single-walled carbon nanotube synthesis within a flame environment|صحيفة=Combust. Flame|المجلد=130|صفحات=37–47|سنة=2002|doi=10.1016/S0010-2180(02)00360-7}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=A.V.|الأخير=Saveliev|عنوان=Metal catalyzed synthesis of carbon nanostructures in an opposed flow methane oxygen flame|doi=10.1016/S0010-2180(03)00142-1|صحيفة=Combust. Flame|المجلد=135|صفحات=27–33|سنة=2003}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=M.J.|الأخير=Height|عنوان=Flame synthesis of single-walled carbon nanotubes|مسار=https://archive.org/details/sim_carbon_2004_42_11/page/2295|doi=10.1016/j.carbon.2004.05.010|صحيفة=Carbon|المجلد=42|صفحات=2295–2307|سنة=2004}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=S.|الأخير=Sen|عنوان=Flame synthesis of carbon nanofibers and nanofibers composites containing encapsulated metal particles|صحيفة=Nanotechnology|المجلد=15|صفحات=264–268|سنة=2004|doi=10.1088/0957-4484/15/3/005|الأخير2=Puri|الأول2=Ishwar K}}</ref> وتتسم تلك الطرق بأنها واعدةً على قطاعٍ عريضٍ، كما أنها رخيصة التكلفة وينتج عنها أنابيب نانوية كربونية رخيصة الإنتاج، وذلك على الرغم من أنه يجب أن تتنافس مع الأنابيب النانوية الكربونية المنتجة بواسطة طريقة الترسيب الكيميائي للبخار واسعة الانتشار والمتنامية بسرعة.

== قضايا مرتبطة بالتطبيق ==
[[ملف:Cnt diameter effect.jpg|تصغير|upleft| أنبوب للطرد المركزي به محلول لأنابيب نانوية كربونية، والتي تم تصنيفها بواسطة القطر باستخدام عملية [[طرد مركزي تبايني|التنبيذ الفائق]] {{إنج| Differential centrifugation}} متدرج الكثافة.<ref name=grad>{{استشهاد بدورية محكمة|doi=10.1038/nnano.2006.52|عنوان=Sorting carbon nanotubes by electronic structure using density differentiation|سنة=2006|الأخير1=Arnold|الأول1=Michael S.|الأخير2=Green|الأول2=Alexander A.|الأخير3=Hulvat|الأول3=James F.|الأخير4=Stupp|الأول4=Samuel I.|الأخير5=Hersam|الأول5=Mark C.|صحيفة=Nature Nanotechnology|المجلد=1|صفحات=60|pmid=18654143|العدد=1}}</ref>]]

تعتمد العديد من التطبيقات الإلكترونية للأنابيب النانوية الكربونية بصورةٍ دقيقة على أساليب إنتاج كلٍ من الأنابيب النانوية الكربونية شبيهة الموصلات أو المعدنية بصورةٍ اختياريةٍ، ويُفَضَّلُ أن تكون لها يدوانيةً معينةً. مع ملاحظة أن العديد من طرق فصل الأنابيب النانوية الكربونية شبيهة الموصلات أو المعدنية معروفة، إلا أن معظمها ما زال غير مناسباً للعمليات التقنية على صعيدٍ واسع. حيث تعتمد أكثر طريقةٍ ذات كفاءةٍ على عملية التنبيذ الفائق متدرج الكثافة والتي تفصل الأنابيب النانوية ملفوفة -السطح بواسطة الاختلاف الصغير في كثافتها. وغالباً ما يتحول هذا الاختلاف في الكثافة إلى اختلافٍ في أقطار الأنابيب النانوية وخصائصها (شبه) الموصلة.<ref name=grad/> ومن الطرق الأخرى للفصل تلك التي تقوم على استخدام تسلسل عملية التجميد، ثم الذوبان، ثم ضغط الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار التي تمثل جزءً لا يتجزء من هلام [[أغاروز|الأغاروز]] {{إنج|agarose}}. وينتج عن تلك العملية محلولاً يحتوي على 70% أنابيب نانوية كربونية أحادية الجدار ويُخَلِّفُ الهلام محتوياً على 95% أنابيب نانوية كربونية أحادية الجدار من أشباه الموصلات. ويظهر المحلول المخفف المنفصل بواسطة هذه الطريقة العديد من الألوان.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Takeshi Tanaka ''et al.''|عنوان=Simple and Scalable Gel-Based Separation of Metallic and Semiconducting Carbon Nanotubes|صحيفة=[[Nano Letters]]|المجلد=9|صفحات=1497–1500|سنة=2009|doi=10.1021/nl8034866 |pmid=19243112 |العدد=4}}</ref><ref>{{استشهاد بويب|مؤلف=T.Tanaka|عنوان=New, Simple Method for Separation of Metallic and Semiconducting Carbon Nanotubes|مسار=https://www.aist.go.jp/aist_e/latest_research/2009/20090406/20090406.html| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20161227233956/http://www.aist.go.jp/aist_e/latest_research/2009/20090406/20090406.html | تاريخ أرشيف = 27 ديسمبر 2016 |حالة المسار=dead}}</ref> علاوةً على ذلك، فمن الممكن أن تنفصل الأنابيب النانوية الكربونية باستخدام طريقة [[كروماتوجرافيا العمود]] {{إنج|column chromatography}}. ونلاحظ أن الناتج الذي نحصل عليه يتمثل في صورة 95% أنابيب نانوية كربونية أحادية الجدار من أشباه الموصلات و90% من الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار معدنية النوع.<ref>
{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Takeshi Tanaka ''et al.''|عنوان=Continuous Separation of Metallic and Semiconducting Carbon Nanotubes Using Agarose Gel|صحيفة=Applied Physics Express|المجلد=2|صفحات=125002|سنة=2009|doi=10.1143/APEX.2.125002}}</ref>

بالإضافة إلى فصل الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار من أشباه الموصلات والمعدنية، فمن الممكن أيضاً تصنيف الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار اعتماداً على الطول، القطر، واليدوانية. وتم تحقيق أعلى تصنيف أعلى طول محلولٍ، مع تنوعٍ طوليٍ لأقل من 10%، من خلال كروماتوغرافيا الاستبعاد الحجمي {{إنج| size exclusion chromatography}} لأنابيب نانوية كربونية مبعثرة في الحمض النووي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Huang, X ''et al.''|عنوان=High-Resolution Length Sorting and Purification of DNA-Wrapped Carbon Nanotubes by Size-Exclusion Chromatography|صحيفة=[[Anal. Chem.]]|المجلد=77|صفحات=6225–6228|سنة=2005|doi=10.1021/ac0508954 |pmid=16194082 |العدد=19}}</ref> وقد تم فصل قطر الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار بواسطة [[تنبيذ فائق متدرج الكثافة]] <ref>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Mark C Hersam ''|عنوان=Progress towards monodisperse single-walled carbon nanotubes|صحيفة=Nature Nanotechnology|المجلد=3|صفحات=387–394|سنة=2008|doi=10.1038/nnano.2008.135 |pmid=18654561 |العدد=7}}</ref> {{إنج| density-gradient ultracentrifugation}} من خلال استخدام الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار مبعثرة في [[مؤثر سطحي|عوامل الفعالية السطحية]]، وكذلك من خلال كروماتوغرافيا تبادل الأيون لما بين الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار والحامض النووي كما تم تنقية اليدوانيات المفردة كذلك بواسطة [[كروماتوغرافيا تبادل الأيون]] لما بين الأنابيب النانوية الكروبنية أحادية الجدار والحمض النووي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Zheng, M ''et al.''|عنوان=Structure-Based Carbon Nanotube Sorting by Sequence-Dependent DNA Assembly|صحيفة=[[ساينس]]|المجلد=302|صفحات=1545–1548|سنة=2003|doi=10.1126/science.1091911 |pmid=14645843 |العدد=5650}}</ref> {{إنج| ion-exchange chromatography (IEC) for DNA-SWNT}}: حيث يمكن استخدام [[قليل القسيمات|قليل وحدات]] الحمض النووي القصير الخاص لعزل يدوانيات الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار المفردة. ومن ثم، فقد تم عزل حتى الآن 12 يدوانية بنقاوات تتراوح من 70% ما بين (8.3) و (9.5) أنابيب نانوية كربونية أحادية الجدار إلى 90% للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار (6.5)، (7.5) و (10.5).<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Tu, Helen ''et al.''|عنوان=DNA sequence motifs for structure-specific recognition and separation of carbon nanotubes|صحيفة=[[نيتشر (مجلة)]]|المجلد=460|صفحات=250–253|سنة=2009|doi=10.1038/nature08116 |pmid=19587767 |العدد=7252}}</ref> هذا وقد بُذِلَت جهودٌ ناجحةٌ لدمج هذه الأنابيب النانوية المنقاة داخل الأجهزة ومنها على سبيل المثال [[ترانزستور الأثر الحقلي|الترانزستور الحقلي]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |مؤلف=Zhang, L ''et al.''|عنوان=Optical characterizations and electronic devices of nearly pure (10,5) single-walled carbon nanotubes.|صحيفة=[[J Am Chem Soc]]|المجلد=131|صفحات=2454–2455|سنة=2009|doi=10.1021/ja8096674 |pmid=19193007 |العدد=7}}</ref>

تمثل تطوير وتنمية النمو الانتقائي للأنابيب النانوية الكربونية أشباه الموصلة أو المعدنية إحدى البدائل لعملية الفصل. كما تم الإعلان مؤخراً عن وصفةٍ جديدةٍ لطريقة الترسيب الكيميائي للبخار والتي تتضمن خليطاً أو مزجاً من أبخرة الإيثانول والميثانول بالإضافة إلى ركائز الكوارتز، منتجةً جميعها حزماً مصطفةً أفقياً بنسبة 95- 98% أنابيب نانوية كربونية من أشباه الموصلات.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|doi=10.1021/nl803496s|عنوان=Selective Growth of Well-Aligned Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes|سنة=2009|الأخير1=Ding|الأول1=Lei|الأخير2=Tselev|الأول2=Alexander|الأخير3=Wang|الأول3=Jinyong|الأخير4=Yuan|الأول4=Dongning|الأخير5=Chu|الأول5=Haibin|الأخير6=McNicholas|الأول6=Thomas P.|الأخير7=Li|الأول7=Yan|الأخير8=Liu|الأول8=Jie|صحيفة=Nano Letters|المجلد=9|صفحات=800|pmid=19159186|العدد=2}}</ref>

وغالباً ما تنمو الأنابيب النانوية على الجسيمات النانوية للمعادن الممغنطة ومنها (الحديد والكوبلت)، والتي تُسَهِلُ إنتاج الأجهزة الإلكترونية (المعتمدة على [[لف (فيزياء)|اللف المغزلي]]). حيث أنه تم تحقيق ضبط للتيار في مثل تلك الأنابيب النانوية أحادية الأنبوب من خلال [[ترانزستور الأثر الحقلي|الترانزستور الحقلي]] بواسطة المجال المغناطيسي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|صيغة=free download pdf|مؤلف=M.A. Mohamed|عنوان=Fabrication of spintronics device by direct synthesis of single-walled carbon nanotubes from ferromagnetic electrodes|صحيفة=Sci. Technol. Adv. Mater.|المجلد=8|سنة=2007|صفحة=292|doi=10.1016/j.stam.2007.02.009|الأخير2=Ambri Mohamed|الأول2=Mohd|الأخير3=Shikoh|الأول3=Eiji|الأخير4=Fujiwara|الأول4=Akihiko}}</ref>

== تطبيقات متوقعة ==
{{مفصلة|التطبيقات المحتملة للأنابيب النانوية الكربونية}}

تُفيد صلابة ومرونة الأنابيب النانوية الكربونية في احتمالية استخدامها في ضبط الهياكل النانوية الأخرى، مما يفترض أن يكون لها دوراً هاماً في مجال هندسة [[تقانة النانو|تقانة الصغائر]]. حيث اختبرت أعلى قوة شدٍ لأنبوبٍ نانويٍ كربونيٍ مفردٍ متعددٍ الجدران لتصبح 63 غيغا باسكال.<ref name="Strength and Breaking"/> هذا وقد وجدت الأنابيب النانوية الكربونية في [[فولاذ دمشقي|الفولاذ الدمشقي]] العائد إلى القرن السابع عشر الميلادي، مما يتيح الفرصة في تفسير القوة الأسطورية للسيوف الدمشقية المصنوعة من هذا المعدن.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة| مؤلف=K. Sanderson|عنوان=Sharpest cut from nanotube sword|صحيفة=Nature|المجلد=444|سنة=2006|صفحة=286| doi=10.1038/news061113-11}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=M.|الأخير=Reibold|تاريخ= 16 نوفمبر 2006|عنوان=Materials:Carbon nanotubes in an ancient Damascus sabre|مسار=https://archive.org/details/sim_nature-uk_2006-11-16_444_7117/page/286|صحيفة=Nature|المجلد=444|صفحات=286|doi =10.1038/444286a|pmid=17108950|الأخير2=Paufler|الأول2=P|الأخير3=Levin|الأول3=AA|الأخير4=Kochmann|الأول4=W|الأخير5=Pätzke|الأول5=N|الأخير6=Meyer|الأول6=DC|العدد=7117}}</ref>

=== بنيوية ===
ونتيجة الخصائص الميكانيكية الفائقة للأنابيب النانوية الكربونية، فمن المقترح أن تنافس الهياكل المتعددة، والمتمثلة في تلك الحاجات المستخدمة في مجالات الحياة اليومية من ملابس وأدوات الرياضة، السترات و[[مصعد الفضاء|المصاعد الفضائية]].<ref>{{استشهاد بكتاب|عنوان=The Space Elevator|مسار= https://archive.org/details/spaceelevator0000edwa|الأول=Brad C.|الأخير=Edwards|ناشر=BC Edwards|سنة=2003|ردمك=0974651710|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20220713171133/https://archive.org/details/spaceelevator0000edwa|تاريخ أرشيف=2022-07-13}}</ref> بيد أن المصاعد الفضائية ستتطلب المزيد من الجهود المبذولة لتنقية تقانة الأنابيب النانوية الكربونية، حيث يمكن حينئذٍ تحسين وتطوير قوة الشد العملية للأنابيب النانوية الكربونية بصورةٍ كبيرةٍ.<ref name="nanotubes for electronics"/>

ومن أجل التوقعات المستقبلية، تم صياغة العديد من الأفكار العلمية البارزة. حيث أظهرت الجهود الرائدة لراي بومان، في معهد نانو تيك، أن الأنابيب النانوية فردية ومتعددة الجدران لها القدرة على إنتاج موادٍ لها صلابةٍ لا تقارن بما صنعه الإنسان وبما هو موجود في الطبيعة كذلك.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Zhang|الأول=Mei|عنوان=Strong, Transparent, Multifunctional, Carbon Nanotube Sheets|صحيفة=Science|سنة=2005|المجلد=309|صفحات=1215–1219|doi=10.1126/science.1115311|pmid=16109875|الأخير2=Fang|الأول2=S|الأخير3=Zakhidov|الأول3=AA|الأخير4=Lee|الأول4=SB|الأخير5=Aliev|الأول5=AE|الأخير6=Williams|الأول6=CD|الأخير7=Atkinson|الأول7=KR|الأخير8=Baughman|الأول8=RH|العدد=5738}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Dalton|الأول=Alan B.|عنوان=Super-tough carbon-nanotube fibres|doi=10.1038/ni1569|صحيفة=Nature|سنة=2003|المجلد=423|صفحة=703|الأخير2=Su|الأول2=Tian|الأخير3=Horng|الأول3=Tiffany|الأخير4=Chow|الأول4=Amy|الأخير5=Akira|الأول5=Shizuo|الأخير6=Medzhitov|الأول6=Ruslan|pmid=18297073|العدد=4}}</ref>

=== في الدارات الكهربائية ===
تم تصنيع [[ترانزستور|مقاحل]] الأنابيب النانوية والمعروفة كذلك باسم [[ترانزستورات المفعول المجالي]] [[CNTFET]] لتقوم بمهام عملها في درجة حرارة الغرفة، بالإضافة إلى أنها قادرةٌ كذلك على التحول الرقمي باستخدام إلكترونٍ واحدٍ.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Postma|الأول=Henk W. Ch.|سنة=2001|عنوان=Carbon Nanotube Single-Electron Transistors at Room temperature|صحيفة=Science|المجلد=293|doi=10.1126/science.1061797|pmid=11441175|صفحة=76|الأخير2=Teepen|الأول2=T|الأخير3=Yao|الأول3=Z|الأخير4=Grifoni|الأول4=M|الأخير5=Dekker|الأول5=C|العدد=5527}}</ref> على الرغم من ذلك، ترجع العقبة الرئيسية في الحصول على الأنابيب النانوية الكربونية إلى الافتقار إلى التكنولوجيا في الإنتاج الشامل. أوضح باحثوا شركة [[آي بي إم]] في عام 2001 كيفية تدمير الأنابيب النانوية المعدنية، مُخَلِّفِين وراءهم أنابيباً نانويةً من أشباه الموصلات بهدف استخدامها كمقاحل. ويُطلق على تلك العملية «التدمير البنائي» والتي تتضمن التدمير التلقائي للأنابيب النانوية المعيبة المتواجدة على [[رقاقة|الرقاقة]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Philip G.|الأخير=Collins|عنوان=Engineering Carbon Nanotubes and Nanotube Circuits Using Electrical Breakdown|صحيفة=Science|المجلد=292|سنة=2001|صفحات=706–709|doi=10.1126/science.1058782|pmid=11326094|الأخير2=Arnold|الأول2=MS|الأخير3=Avouris|الأول3=P|العدد=5517}}</ref> إلا أنه على الرغم من ذلك، فلا تمنحنا تلك العملية سوى ضبطاً للخصائص الكهربائية على صعيدٍ إحصائيٍ.

هذا وقد ظهرت احتمالية استخدام الأنابيب النانوية الكربونية في عام 2003، عندما أفادت التقارير تطوير ترانزستورات باليستية لها نقاط تماس معدنية أومية لها [[ثابت عزل مرتفع]] {{إنج|High-k dielectric}}، مما يُظْهِرُ قدرتها الفائقة بـ 20-30 مرةً (على) التيار عن السيليكون المستخدم في [[موسفت|MOSFET]]. وقد مثَّلَ هذا التقدم طفرةً في مجال الأنابيب النانوية الكربونية والذي سمح بأن يُنْظَرُ إليها على أنها تفوق السيليكون في الأداء. ومن هذا المنظور، اتضح أن [[بلاديوم|البالاديوم]]، والذي يتسم بأنه معدنٌ له [[دالة شغل]] مرتفعة، له القدرة على تشكيل نقاط اتصال بدون [[حاجز شوتكي]] {{إنج|Schottky barrier}} مع الأنابيب النانوية الكربونية من أشباه الموصلات ذات الأقطار> 1.7 نانومتراً.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Ali |الأخير=Javey|عنوان=Ballistic Carbon Nanotube Transistors|صحيفة=Nature|المجلد=424|سنة=2003|صفحات=654–657|doi=10.1038/nature01797|الأخير2=Guo|الأول2=J|الأخير3=Wang|الأول3=Q|الأخير4=Lundstrom|الأول4=M|الأخير5=Dai|الأول5=H|pmid=12904787|العدد=6949}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Ali |الأخير=Javey|عنوان=Self-aligned ballistic molecular transistors and electrically parallel nanotube arrays|صحيفة=Nano Letters|المجلد=4|سنة=2004|صفحات=1319–1322|doi=10.1021/nl049222b|الأخير2=Guo|الأول2=J|الأخير3=Farmer|الأول3=D|الأخير4=Wang|الأول4=Q|الأخير5=Yenilmez|الأول5=E|الأخير6=Gordon|الأول6=R|الأخير7=Lundstrom|الأول7=M|الأخير8=Dai|الأول8=H}}</ref>

وتم دمج أول أنبوب نانوي في دارةٍ للذاكرة عام 2004. إلا أن واحداً من التحديات تمثل في تنظيم قدرة الأنابيب النانوية على التوصيل. وبالاعتماد على الخصائص السطحية الفريدة للأنبوب النانوي، فإنه قد يعمل [[موصلية (كهرباء)|كموصلٍ بسيطٍ للكهرباء]] أو حتى كشبيه للموصلات. كما تم تطوير طريقةٍ آليةٍ تماماً للتخلص من أنابيب أشباه الموصلات.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Yu-Chih|الأخير=Tseng|عنوان=Monolithic Integration of Carbon Nanotube Devices with Silicon MOS Technology|صحيفة=Nano Letters|المجلد=4|سنة=2004|صفحات=123–127|doi=10.1021/nl0349707|الأخير2=Xuan|الأول2=Peiqi|الأخير3=Javey|الأول3=Ali|الأخير4=Malloy|الأول4=Ryan|الأخير5=Wang|الأول5=Qian|الأخير6=Bokor|الأول6=Jeffrey|الأخير7=Dai|الأول7=Hongjie}}</ref>

ومن الطرق الأخرى لتصنيع مقاحل الأنابيب النانوية الكربونية استخدام الشبكات العشوائية الخاصة بهم. وعند القيام بذلك، يستطيع المرء أن يوجد معدلاً لكل اختلافاتها الكهربائية بالإضافة إلى أنه ستكون له القدرة كذلك على إنتاج أجهزةٍ واسعة النطاق على مستوى الرقاقة.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Gabriel| الأول=Jean-Christophe P.| عنوان=Large Scale Production of Carbon Nanotube Transistors: A Generic Platforms for Chemical Sensors| صحيفة=Mat. Res. Soc. Symp. Proc.|المجلد=762|سنة=2003|صفحات=Q.12.7.1| مسار=http://www.mrs.org/s_mrs/sec_subscribe.asp?CID=2606&DID=110422&action=detail| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20161203064424/http://www.mrs.org/s_mrs/sec_subscribe.asp?CID=2606&DID=110422&action=detail | تاريخ أرشيف = 3 ديسمبر 2016 }}</ref> وكانت شركة نانوميكس هي الأولى التي حصلت على براءة اختراعٍ لذلك المنتَج.<ref>[http://www.nano.com Nanōmix - Breakthrough Detection Solutions with the Nanoelectronic Sensation Technology] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170720032929/http://www.nano.com/ |date=20 يوليو 2017}}</ref> (ويرجع تاريخ التطبيق الأصلي إلى يونيو 2002 <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Gabriel| الأول=Jean-Christophe P. |عنوان=Dispersed Growth Of Nanotubes on a substrate|صحيفة=Patent WO 2004040671A2|مسار=https://www.freepatentsonline.com/EP1560958.html| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170621032510/http://www.freepatentsonline.com/EP1560958.html | تاريخ أرشيف = 21 يونيو 2017 }}</ref>). حيث أن [[مختبر أبحاث البحرية الأمريكي]] {{إنج|United States Naval Research Laboratory}} هو أول من نشر ذلك التطبيق في الدوريات الأكاديمية المتخصصة في عام 2003 عبر العمل البحثي المستقل. كما مكن هذا المُدْخَل كذلك شركة نانوميكس لأن تقوم بإنتاج أول مقحلٍ على ركيزةٍ ثابتةٍ ومتحركةٍ.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Bradley| الأول=Keith|عنوان=Flexible nanotube transistors| صحيفة=Nano Letters|المجلد=3|سنة=2003|صفحات=1353–1355|doi=10.1021/nl0344864|الأخير2=Gabriel|الأول2=Jean-Christophe P.|الأخير3=Grüner|الأول3=George}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Armitage|الأول=Peter N.|عنوان=Flexible nanostructure electronic devices|صحيفة=United States Patent 20050184641 A1|مسار=http://www.freshpatents.com/Flexible-nanostructure-electronic-devices-dt20050825ptan20050184641.php|تاريخ الوصول=7 نوفمبر 2010|تاريخ أرشيف=2 نوفمبر 2013|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20131102125941/http://www.freshpatents.com/Flexible-nanostructure-electronic-devices-dt20050825ptan20050184641.php|حالة المسار=dead}}</ref>

كما يمكن استخدام الهياكل كبيرة الحجم من الأنابيب النانوية الكربونية في عمليات المعالجة الحرارية للدارات الإلكترونية. حيث استخدمت طبقة من الأنابيب النانوية الكربونية ذات سمكٍ وصل إلى 1 نانومتراً كمادةٍ خاصةٍ في تصنيع المبردات، حيث تتسم تلك المادة بأن لها كثافةً منخفضةً جداً، ~20 مرةً في الوزن عن مثيلاتها من بنية أو هيكل النحاس، في حين تكون الخصائص المُبَرِّدة متشابهةً للمادتين كلتيهما.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=K. Kordas|عنوان=Chip cooling with integrated carbon nanotube microfin architectures|صحيفة=Appl. Phys. Lett.|المجلد=90|صفحة=123105|سنة=2007|doi=10.1063/1.2714281|الأخير2=Tóth|الأول2=G.|الأخير3=Moilanen|الأول3=P.|الأخير4=Kumpumäki|الأول4=M.|الأخير5=Vähäkangas|الأول5=J.|الأخير6=Uusimäki|الأول6=A.|الأخير7=Vajtai|الأول7=R.|الأخير8=Ajayan|الأول8=P. M.}}</ref>

وإجمالاً، لم يتم حتى وقتنا هذا دمج الأنابيب النانوية الكربونية كمقاحلٍ ضمن دارات البوابات المنطقية ذات الكثافات المتوافقة مع تقانة [[سيموس|شبه موصل أكسيد الفلز المكمل]] الحديثة.

=== كبطاريات ورقية ===
[[بطارية ورقية|البطارية الورقية]] عبارة عن بطارية ينبع تصميمها من استخدام صفيحة رقيقة من الورق المصنع من [[سليولوز|السليولوز]] (والذي يمثل المقوم الرئيسي للورق العادي، فيما بين بعض العناصر الأخرى) والمدمج أو المغروس مع الأنابيب النانوية الكربونية المصطفة معاً.<ref>{{استشهاد بخبر|مسار=http://www.eurekalert.org/pub_releases/2007-08/rpi-bbs080907.php|عنوان=Beyond Batteries: Storing Power in a Sheet of Paper|ناشر=Eurekalert.org|تاريخ =أغسطس 13, 2007|تاريخ الوصول=2008-09-15| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190102215706/https://www.eurekalert.org/pub_releases/2007-08/rpi-bbs080907.php | تاريخ أرشيف = 2 يناير 2019 }}</ref> وهنا تلعب الأنابيب النانوية دور [[قطب كهربائي|الأقطاب الكهربائية]]؛ مما يسمح لأجهزة التخزين بتوصيل الكهرباء. وتوفر البطاريات، والتي تعمل على شكلين؛ كبطارية أيون- الليثيوم و[[مكثف فائق|كمكثفٍ فائقٍ]] {{إنج|supercapacitor}}، بإمكانه تزويد طاقة طويلة الأمد وثابتة، عند مقارنتها بالبطارية التقليدية.

=== الخلايا الشمسية ===
استخدمت الخلايا الشمسية المتطورة في [[معهد نيوجرسي للتقنية]] {{إنج|New Jersey Institute of Technology}} أنبوباً نانوياً كربونياً، والمكون من خليطٍ من الأنابيب النانوية الكربونية وكريات بوكي الكربونية (والمعروفة باسم [[فوليرين|الفوليرينات]])، والهادفة إلى تشكيل هياكل شبيهة بالثعابين. وتحتجز كريات البوكي الإلكترونات، على الرغم من أنها لا تستطيع أن تجعل الإلكترونات تتدفق، بحيث أن تسليط أشعة الشمس سيسبب استثارة [[مبلمر|للمبلمرات]]، بالمقابل فإن كريات البوكي ستحتجز الإلكترونات. ومن ثم تستطيع أنابيب النانو، والتي تسلك كأسلاك النحاس، أن تجعل الإلكترونات أو التيار يتدفق حينئذٍ.<ref>{{استشهاد بخبر|مسار=https://www.sciencedaily.com/releases/2007/07/070719011151.htm|عنوان=New Flexible Plastic Solar Panels Are Inexpensive And Easy To Make|ناشر=ScienceDaily|تاريخ=يوليو 19, 2007| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190515064144/https://www.sciencedaily.com/releases/2007/07/070719011151.htm | تاريخ أرشيف = 15 مايو 2019 }}</ref>

=== المكثفات الفائقة ===
يستخدم مختبر معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا للأنظمة الإلكترونية والكهرومغناطيسية الأنابيب النانوية لتحسين [[مكثف فائق|المكثفات الفائقة]] {{إنج|ultracapacitor}}. حيث يحتوي الفحم المنشَّط المستخدم في المكثفات الفائقة التقليدية على العديد من الفراغات المجوفة بأحجامٍ مختلفةٍ، والتي تنتج مع بعضها البعض مسطحاً ضخماً لتخزين الشحنة الكهربائية. إلا أنه وبما أن الشحنة يتم تثبيت قيمتها الحجمية إلى شحناتٍ ابتدائيةٍ، كما هو الحال في الإلكترونات، وأن كل شحنةٍ ابتدائيةٍ تتطلب حد أدنى من المساحة، فإن جزءً كبيراً وهاماً من سطح القطب يكون غير متاحٍ للتخزين بسبب أن المساحات الفارغة ليست متوافقةً مع متطلبات الشحنة. إلا أنه مع استخدام قطب الأنبوب النانوي، قد لا يتم تجزئة المساحات إلى أخرى أصغر حجماً أو أكبر مما هو مطلوب – ومن ثم فمن المفترض زيادة الكفاءة اعتباراً لذلك.<ref name="MIT">[http://lees.mit.edu/lees/battery_001.htm MIT LEES on Batteries]. MIT press release, 2006. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20121013220209/http://lees.mit.edu/lees/battery_001.htm |date=13 أكتوبر 2012}}</ref>

=== تطبيقات أخرى ===

طُبِقَت الأنابيب النانوية الكربونية في الأنظمة الكهرونانوميكانيكية، ومنها عناصر الذاكرة الميكانيكية ([[ذاكرة وصول عشوائي نانوية|ذاكرة الوصول العشوائي النانوية]]، والتي طورتها شركة [[نانتيرو]] {{إنج| Nantero Inc}}) وكذلك محركات النانو الكهربائية (انظر [[محرك نانوي]]).

وفي عام 2005، عرضت شركة نانوميكس في الأسواق مستشعراً هيدروجينياً والذي يتسم بأنه يدمج الأنابيب النانوية على أرضيةٍ من السيليكون. ومنذ ذلك الحين، حصلت شركة نانوميكس على براءات اختراعٍ للعديد من تطبيقات المستشعر ومنها مثلاً تلك في مجال استكشاف ثاني أكسيد الكربون، أكسيد النيتروز، الغلوكوز، والحامض النووي...إلخ.

ونتيجة الأبحاث التي أجريت في جامعة كاليفورنيا، أظهرت ريفرسايد أن أنابيب النانو الكربونية تُشكل ''سقالة'' ملائمة لتكاثر [[بانية العظم|الخلايا البانية للعظم]] {{إنج|osteoblast proliferation}} وتكوين العظام كذلك.<ref name="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl051861e">%7B%7Bcite journal|last=Haddon|first=Robert C.|coauthors=Laura P. Zanello, Bin Zhao, Hui Hu|title=Bone Cell Proliferation on Carbon Nanotubes|journal=Nano Letters|date=16|year=2006|month=فبراير|volume=6|issue=3|pages=562–567|doi=10.1021/nl051861e|accessdate=4 نوفمبر 2010}} {{استشهاد بويب |مسار=https://pubs.acs.org/action/cookieAbsent |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=28 أكتوبر 2020 |تاريخ أرشيف=3 يونيو 2018 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20180603131605/https://pubs.acs.org/action/cookieAbsent |حالة المسار=bot: unknown }}</ref><ref>[https://archive.is/20130105105956/www.wired.com/medtech/health/news/2005/08/68512 Nanotubes May Heal Broken Bones] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20210823144211/https://archive.is/20130105105956/www.wired.com/medtech/health/news/2005/08/68512 |date=23 أغسطس 2021}}</ref>

وبمعاونة كلٍ من شركة «إيكوس» التابعة ل[[فرانكلين (ماساتشوستس)|فرانكلين]]، بماساتشوستس، وشركة «يونيديم» في [[وادي السيليكون|وادي السيلكون]]، أصبح بالإمكان تطوير أغشية رقيقة من الأنابيب النانوية الكربونية، تتسم بأنها شفافة وموصلة كهربائياً، بهدف أن تحل محل [[أكسيد إنديوم قصدير]]. وتتسم أغشية الأنابيب النانوية الكربونية الرقيقة تلك بأنها قوية ومتينة ميكانيكياً عن أغشية أكسيد إنديوم قصدير، مما يجعلها مثاليةً لأن تُستخدم في تصنيع [[شاشة لمس|شاشات اللمس]] عالية الدقة والصلابة وكذلك شاشات العرضٍ المرنة. كما أن أحبار الأنابيب النانوية الكربونية ذات الأساس المائي والقابلة للطباعة هي المفضلة في إنتاج مثل تلك الأغشية الرقيقة لتحل محل أكسيد إنديوم قصدير.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |الأخير=Simmons |الأول=Trevor |سنة=2007 |عنوان=Large Area-Aligned Arrays from Direct Deposition of Single-Wall Carbon Nanotubes |صحيفة=J. Am. Chem. Soc.|المجلد=129|صفحات=10088–10089|doi=10.1021/ja073745e |pmid=17663555 |الأخير2=Hashim |الأول2=D |الأخير3=Vajtai |الأول3=R |الأخير4=Ajayan |الأول4=PM |العدد=33}}</ref> مما جعل من أغشية الأنابيب النانوية الرقيقة واعدةً للاستخدام في مجال تصنيع شاشات الكمبيوتر، الهواتف الخلوية، [[مساعد رقمي شخصي|المساعد الرقمي الشخصي]] وكذلك [[صراف آلي|آلات الصراف الآلي]].

[[راديو نانوي|الراديو النانوي]] {{إنج|nanoradio}}، هو مستقبل راديو يتكون من أنبوب نانوي فردي، حيث تم وصفه في 2007. وفي عام 2008 تم توضيح أن صفيحةً من الأنابيب النانوية لها القدرة على العمل كمكبر صوتٍ في حال تطبيق تيار متناوب. مع ملاحظة أن الصوت لا يُنْتَج بواسطة الاهتزازات ولكن بصورة [[صوتيات ثرموديناميكية]] {{إنج|thermoacoustics}}.<ref>[http://technology.newscientist.com/article/dn15098-hot-nanotube-sheets-produce-music-on-demand.html Hot nanotube sheets produce music on demand], ''New Scientists News'', 31 October 2008 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081106033850/http://technology.newscientist.com/article/dn15098-hot-nanotube-sheets-produce-music-on-demand.html |date=06 نوفمبر 2008}}</ref>

ونتيجة قوة ومتانة الأنابيب النانوية الكربونية العالية، فقد اتجهت الأبحاث إلى نسجها مع الأقمشة لصناعة قماشٍ مقاومٍ للطعناتٍ ومضادٍ للرصاص. حيث أنه سيكون للأنابيب النانوية الكربونية القدرة بفعالية على منع الرصاص من اختراق الجسم، على الرغم من أن الطاقة الحركية للرصاص قد يتجم عنها تكسرٍ للعظام أو نزيفٍ داخليٍ.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=T.|الأخير=Yildirim|سنة=2000|عنوان=Pressure-induced interlinking of carbon nanotubes|صحيفة=[[فيزيكال ريفيو]] B|المجلد=62|صفحات=19|doi=10.1103/PhysRevB.62.12648|الأخير2=Gülseren|الأول2=O.|الأخير3=Kılıç|الأول3=Ç.|الأخير4=Ciraci|الأول4=S.}}</ref>

كما أن [[حذافة|للحدافة (دولاب الموازنة)]] المصنوعة من الأنابيب النانوية الكربونية القدرة على الدوران، في حالة السرعات العالية الحادة، على محورٍ مغناطيسي عائمٍ في الفراغ، ومن المحتمل أن تقترب عملية تخزين الطاقة في [[كثافة|الكثافة]] من [[وقود أحفوري|أنواع الوقود الأحفورى التقليدية]].ونتيجة أن الطاقة يمكن إضافتها أو التخلص منها في الحدافات بكفاءةٍ في صورة كهرباء، فإن هذا قد يعرض طريقةً [[تخزين الطاقة|لتخزين الكهرباء]]، مما يجعل الشبكات الكهربائية أكثر كفاءةٍ في عملها وتجعل من موارد الطاقة المتعددة (كمولدات طاقة الرياح) أكثر فائدةً في مواجهة متطلبات الطاقة المختلفة. وهنا نلاحظ أن كيفية تحقيق هذا عملياً تتمد بصورةٍ كبيرةٍ على تكلفة تصنيع هياكل الأنابيب النانوية الكتلية غير المتكسرة، بالإضافة إلى معدل فشلها على العمل تحت الجهد.

كما اسْتُخْدِمَت الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار متناهية القصر ككبسولاتٍ نانويةٍ لتوصيل عوامل الرنين المغناطيسي كمادة تباينٍ [[في الجسم الحي|حيويةٍ]].<ref>[https://www.future-science.com/doi/abs/10.4155/fmc.10.3 Nanotechnology and MRI contrast enhancement], Future Medicinal Chemistry March 2010, Vol. 2, No. 3, Pages 491-502 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200131215127/https://www.future-science.com/doi/abs/10.4155/fmc.10.3 |date=31 يناير 2020}}</ref>

كما أنه من المحتمل أن تحل الأنابيب النانوية الكربونية المشابة بالنيتروجين محل حفازات [[بلاتين|البلاتين]] المستخدمة لاختزال الأكسجين في [[خلية وقود|خلايا الوقود]]. حيث قد تستطيع غابة من الأنابيب النانوية المصطفة عمودياً من اختزال الأكسجين في المحلول القلوي بصورةٍ أكثر فعاليةٍ من البلاتين، والذي اسْتَخْدِمَ في مثل تلك التطبيقات منذ الستينات من القرن العشرين. وهنا نلاحظ أن الأنابيب النانوية تستمتع بفائدة عدم خضوعها للتسمم بأول أكسيد الكربون.<ref>Chemical & Engineering News, 9 February 2009, "Nanotube Catalysts", p. 7</ref>

== الاكتشاف ==
{{أيضا|تسلسل زمني للأنابيب النانوية الكربونية}}
كتب كلٌ من مارك مونثيوكس وفلاديمير كوزنيتسوف في إحدى المقالات الافتتاحية بجريدة «كربون» عام 2006 عن أصل الأنابيب النانوية الكربونية المثير والذي كثيراً ما يساء تحديده. حيث تعزو العديد من الأدبيات البحثية الشهيرة والأكاديمية اكتشاف الأنابيب المجوفة النانوية والمكونة من الكربون الغرافيتي إلى «[[سوميو إيجيما]]» العامل بشركة [[إن إي سي]] عام 1991.<ref name="carbon">{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Who should be given the credit for the discovery of carbon nanotubes|doi=10.1016/j.carbon.2006.03.019|الأول=Marc|الأخير=Monthioux|صحيفة=Carbon|المجلد=44|سنة=2006|مسار=http://www.cemes.fr/fichpdf/GuestEditorial.pdf |صيغة=PDF|صفحة=1621|الأخير2=Kuznetsov|الأول2=V| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20090929073818/http://www.cemes.fr/fichpdf/GuestEditorial.pdf | تاريخ أرشيف = 29 سبتمبر 2009 | تاريخ الوصول = أغسطس 2020 |حالة المسار=dead}}</ref>

وفي عام 1952 نشر كلٌ من «ل. ف. رودوشكوفيتش» و«ف. م. لوقانوفيتش» صوراً واضحةً لأنابيب نانوية ذات أقطار 50 نانو مصنوعة من الكربون في منشور الكيمياء الفيزيائية السوفيتي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Радушкевич|الأول=Л. В.|سنة=1952|عنوان=О Структуре Углерода, Образующегося При Термическом Разложении Окиси Углерода На Железном Контакте|صحيفة=Журнал Физической Химии|المجلد=26|صفحات=88–95|مسار=http://carbon.phys.msu.ru/publications/1952-radushkevich-lukyanovich.pdf|صيغة=PDF|لغة=Russian|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20060827101001/http://carbon.phys.msu.ru/publications/1952-radushkevich-lukyanovich.pdf|تاريخ أرشيف=2006-08-27}}(dead link)</ref> إلا أن هذا الاكتشاف لم يلق الاهتمام بصورةٍ كبيرةٍ، خاصة أن المقالة كانت قد نُشِرَت باللغة الروسية، كما أن وصول العلماء الغربيين إلى الصحافة السوفيتية كان محدوداً خلال فترة [[الحرب الباردة]]. لذلك فمن المرجح أنه تم إنتاج الأنابيب النانوية قبيل ذلك التاريخ، إلا أن اختراع [[مجهر إلكتروني نافذ|المجهر الإلكتروني النافذ]] سمح برؤية تلك الهياكل النانوية مباشرةً.

وكانت الأنابيب النانوية الكربونية قد تمت ملاحظتها وإنتاجها تحت بعض الظروف المتنوعة قبيل ذلك التاريخ 1991. حيث أظهرت دراسةٌ أجراها كلٌ من أوبرلين، إندو وكوياما، والتي نُشِرَت عام 1976، بوضوح أليافاً نانويةً كربونيةً ذات أقطارٍ نانويةٍ الأبعاد باستخدام أسلوب النمو البخاري.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Filamentous growth of carbon through benzene decomposition|doi=10.1016/0022-0248(76)90115-9|الأول=A.|الأخير=Oberlin|سنة=1976|المجلد=32|صفحات=335–349|صحيفة=Journal of Crystal Growth}}</ref> هذا بالإضافة إلى أن المؤلفين عرضوا صورةً بالمجهر الإلكتروني النافذ لأنبوب نانوي يتكون من حائطٍ واحدٍ من الغرافين. في حين أشار إندو لاحقاً إلى تلك الصورة على أنها لأنبوب نانوي أحادي الجدار (كما هو معروف حالياً).<ref>{{استشهاد بويب|عنوان=Carbon Fibers and Carbon Nanotubes (Interview, Nagano, Japan)| الأخير=Endo|الأول=Morinobu|الأخير2=Dresselhaus|الأول2=M. S.|تاريخ=أكتوبر 26, 2002|مسار=http://web.mit.edu/tinytech/Nanostructures/Spring2003/MDresselhaus/i789.pdf |صيغة=PDF| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160528162542/http://web.mit.edu/tinytech/Nanostructures/Spring2003/MDresselhaus/i789.pdf | تاريخ أرشيف = 28 مايو 2016 }}</ref>

في حين قدم جون أبراهامسون في عام 1979 دليلاً من الأأنابيب النانوية الكربونية في مؤتمر بينيل الرابع عشر للكربون في [[جامعة ولاية بنسيلفانيا]] {{إنج|Pennsylvania State University}}. حيث قدمت ورقة المؤتمر البحثية وصفاً للأنابيب النانوية الكربونية على أنها أليافاً كربونيةً تم إنتاجها على أقطاب الكربون خلال عملية تفريغ شحنة القوس. كما تم تقديم تشخيص لهذه الألياف بالإضافة إلى افتراض نموها في محيط نيتروجين تحت ضغط جوي منخفض.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Structure of Carbon Fibers Found on Carbon Arc Anodes|مسار= https://archive.org/details/sim_carbon_1999_37_11/page/1873|صحيفة=Carbon|المجلد=37|سنة=1999|صفحات=1873|الأخير=Abrahamson|الأول=John|الأخير2=Wiles|الأول2=Peter G.|الأخير3=Rhoades|الأول3=Brian L.|doi=10.1016/S0008-6223(99)00199-2|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20220713195944/https://archive.org/details/sim_carbon_1999_37_11/page/1873|تاريخ أرشيف=2022-07-13}}</ref>

وفي عام 1981، نشرت مجموعةٌ من العلماء السوفييت نتائجاً للتشخيص الكيميائي والبنائي التكويني للأنابيب النانوية الكربونية المنتجة بواسطة عدم التناسب التحفيزي الحراري {{إنج| thermocatalytical disproportionation}} لأحادي أكسيد الكربون. حيث افترض المؤلفين بناءً على الصور المستخدمة من المجهر الإلكتروني النافذ ونماذج [[حيود الأشعة السينية]]، أن «بلورات الكربون متعددة الطبقات الأنبوبية» تشكلت من خلال لف وطي طبقات الغرافين إلى اسطواناتٍ. كما توقعوا أنه بواسطة طي طبقات الغرافين إلى اسطوانات، فمن الممكن الحصول على تشكيلاتٍ شبكيةٍ سداسيةٍ متعددة الترتيبات للغرافين. كما اقترحوا كذلك إمكانيتين لتلك الترتيبات وهما: الترتيبات الدائرية (الأنابيب النانوية أريكية الشكل) والحلزونية، وكذلك ترتيباتٍ حلزونيةٍ (ولكنها يدوانيةٍ أو كيراليةٍ).<ref>Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Metals. 1982, #3, pp.12–17 (in Russian)</ref>

أما في عام 1987، فقد نشر هوارد تينيت، بشركة «هايبريون للتحفيز» {{إنج|Hyperion Catalysis}}، براءة اختراعٍ أمريكي لإنتاج «الألياف الكربونية اسطوانية الشكل المنفصلة» ذات "قطرٍ ثابتٍ يترواح بين 3.5 و70 نانومتراً تقريباً، في حين يصل طولها إلى 10<sup>2</sup>، ومنطقةً خارجيةً للطبقات المتعددة المستمرة من ذرات الكربون ومحوراً داخلياً مميزاً."<ref>{{استشهاد ببراءة اختراع|country=US|number=4663230|title=Carbon fibrils, method for producing same and compositions containing same|gdate=1987-05-05|fdate=1984-12-06|invent1=Tennent, Howard G.}}</ref>

هذا وساعد اكتشاف «إيجيما» عام 1991<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Sumio|الأخير=Iijima|عنوان=Helical microtubules of graphitic carbon|مسار= https://archive.org/details/sim_nature-uk_1991-11-07_354_6348/page/56|صحيفة=Nature|المجلد=354|صفحات=56–58|تاريخ=7 نوفمبر 1991|doi=10.1038/354056a0|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20220411022606/https://archive.org/details/sim_nature-uk_1991-11-07_354_6348/page/56|تاريخ أرشيف=2022-04-11}}</ref> للأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران لأقطاب مادة الغرافيت المحروقة بالقوس الكهربائي وغير القابلة للذوبان، بالإضافة إلى تنبؤ كلٍ من «مينتيمير»، «دوبلان»، و«وايت» المستقل أن الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار يمكن تصنيعها، حيث أنها قد تظهر خصائصاً موصلةً مميزةً،<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=J.W.|الأخير=Mintmire|عنوان=Are Fullerene Tubules Metallic?|صحيفة=Physical Review Letters|المجلد=68|صفحات=631–634|سنة=1992|doi=10.1103/PhysRevLett.68.631|pmid=10045950|الأخير2=Dunlap|الأول2=BI|الأخير3=White|الأول3=CT|العدد=5}}</ref> على خلق الضجة الإعلامية المصاحبة الآن لقضية الأنابيب النانوية الكربونية. كما تسارعت الأبحاث في مجال الأنابيب النانوية إثر تلك الاكتشافات المستقلة <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=D. S.|الأخير=Bethune|عنوان=Cobalt-catalyzed growth of carbon nanotubes with single-atomic-layer walls|صحيفة=[[نيتشر (مجلة)]]|المجلد=363|صفحات=605–607|سنة=1993|doi=10.1038/363605a0|الأخير2=Klang|الأول2=C. H.|الأخير3=De Vries|الأول3=M. S.|الأخير4=Gorman|الأول4=G.|الأخير5=Savoy|الأول5=R.|الأخير6=Vazquez|الأول6=J.|الأخير7=Beyers|الأول7=R.}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=Sumio|الأخير=Iijima|سنة=1993|عنوان=Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter|صحيفة=Nature|المجلد=363|صفحات=603–605|doi=10.1038/363603a0|الأخير2=Ichihashi|الأول2=Toshinari}}</ref> لبيثيون في شركة آي بي إم <ref>{{استشهاد بويب|عنوان=The Discovery of Single-Wall Carbon Nanotubes at IBM|ناشر=IBM|مسار=https://www.research.ibm.com/labs/almaden/| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20130602131800/http://www.almaden.ibm.com/st/past_projects/nanotubes/ | تاريخ أرشيف = 2 يونيو 2013 }}</ref> وإيجيما بشركة إن إي سي للأنابيب النمانوية الكربونية أحادية الجدار وطرق إنتاجها بصورةٍ خاصةٍ من خلال إضافة حفازات فلزية انتقالية للكربون في تفريغ القوس. وقد كان أسلوب تفريغ القوس معروفاً في إنتاج فوليرين بوكمينيستر المشهور وذلك على نطاق واسع نسبيا (كميات كبيرة نسبياً مقارنة مع التحضير المخبري القليل)، <ref name="Kratschmer-C60">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=W.|الأخير=Krätschmer|سنة=1990|عنوان=Solid C60: a new form of carbon|صحيفة=Nature|المجلد=347|صفحات=354–358|doi=10.1038/347354a0|الأخير2=Lamb|الأول2=Lowell D.|الأخير3=Fostiropoulos|الأول3=K.|الأخير4=Huffman|الأول4=Donald R.}}</ref> كما ظهر أن تلك النتائج أدت إلى توسع مجرى الاكتشافات العَرَضية والتي انتهت بالفوليرين. إلا أنه لم يتم توقع الملاحظة الأصلية للفوليرينات في [[مطيافية الكتلة]]، <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=H. W.|الأخير=Kroto|سنة=1985|عنوان=C60: Buckminsterfullerene|doi=10.1038/318162a0|صحيفة=Nature|المجلد=318|صفحات=162–163|الأخير2=Heath|الأول2=J. R.|الأخير3=O'Brien|الأول3=S. C.|الأخير4=Curl|الأول4=R. F.|الأخير5=Smalley|الأول5=R. E.}}</ref> كما أنه تم استخدام أسلوب [[إنتاج كبير|الإنتاج الشامل]] الأول بواسطة «كريتشمر» و«هافمان» لسنواتٍ عديدةٍ قبيل إدراك أنه ينتج الفوليرينات.<ref name="Kratschmer-C60"/>

وما زالت قضية اكتشاف الأنابيب النانوية من القضايا الجدلية القائمة حتى الوقت الحالي. فالعديد يصدقون أن تقرير إيجيما في عام 1991 له أهميته الخاصة بسبب أنه جلب انتباه المجتمع العلمي ككل إلى الأنابيب النانوية الكربونية.<ref name="carbon"/>

== انظر أيضًا ==
* [[زهرة النانو]]
* [[غرافين|الغرافين]]
* [[ورق البوكي]]
* [[إلكترونيات عضوية]]
* [[تطبيقات محتملة للأنابيب النانوية الكربونية]]
* [[أنابيب السيليكون النانوية]]
* [[مقراب سبيتزر الفضائي]]
== هوامش ==
* {{هامش|ملاحظة 1}} يقابلها {{إنج|Carbon Nanotube؛ والمعروفة أيضاً بمصطلح: Buckytubes}}

== مجلات ومقالات مجانية للتحميل ==
* [https://web.archive.org/web/20100504084055/http://nanotube.msu.edu/nt06/ NT06 – حدث الأنابيب النانوية الكربونية الرئيسي - اضغط على المتحدثين]
* [https://web.archive.org/web/20100507155902/http://nanotube.msu.edu/nt05/ NT05 – اضغط على ذر «هنا»]
* [http://stacks.iop.org/1367-2630/5/i=1/a=E04 مجموعة مختارة من المقالات مجانية التحميل حول موضوع الأنابيب النانوية الكربونية]

== كتب ==
* [http://www.cup.cam.ac.uk/catalogue/catalogue.asp?isbn=9780521828956 علم الأنابيب النانوية الكربونية، بقلم هاريس، مطابع جامعة كامبريدج، 2009]{{وصلة مكسورة|date=مايو 2020 |bot=InternetArchiveBot }}.
* [http://www.applied-science-innovations.com كتاب: الأنابيب النانوية الكربونية – مادة التصنيع، تأليف براكش سوماني وأومينو، دار نشر أبدليد سينس إنوفيشن المحدودة، الهند].
* [http://www.printedelectronicsworld.com/articles/the_application_of_carbon_nanotubes_and_graphene_to_electronics_00001499.asp تطبيق الأنابيب النانوية الكربونية والغرافين في مجال الإلكترونيات].
== المراجع ==
{{مراجع}}

== وصلات خارجية ==
{{روابط شقيقة}}
* [https://web.archive.org/web/20201203170547/https://www.nanohedron.com/ Nanohedron.com] معرض صور مع الأنابيب النانوية الكربونية
* [https://archive.today/20121205074242/http://news.com.com/The+stuff+of+dreams/2009-1008_3-5091267.html?tag=nl مادة الأحلام]، أنابيب نانوية كربونية
* [https://web.archive.org/web/20170721015908/http://www.pa.msu.edu/cmp/csc/nanotube.html موقع الأنابيب النانوية الإلكتروني ]. آخر تحديثٍ: 2009.05.03
* [http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=2&index1=127236 الأنابيب النانوية الكربونية على موقع arxiv.org]
* [https://web.archive.org/web/20120905073406/http://mrsec.wisc.edu/Edetc/nanoquest/carbon/index.html الأنابيب النانوية الكربونية وكريات البوكي].
* [http://www.carbio.eu شبكة ماري كوري CARBIO التابعة للاتحاد الأوروبي: الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الوظائف في مجال التطبيقات الطبية الحيوية]
* [http://www.vega.org.uk/video/programme/223 C<sub>60</sub> وملف فيديو قصير للأنابيب النانوية الكربونية يشرح كيفية صناعة الأنابيب النانوية الكربونية من صفائح الغرافيت المعدلة وثلاثة تطبيقاتٍ للأنابيب النانوية التي تم تشكيلها.]
* [https://web.archive.org/web/20140610030921/http://students.chem.tue.nl/ifp03/Wondrous%20World%20of%20Carbon%20Nanotubes_Final.pdf عالم الأنابيب النانوية الكربونية العجيب]
* نموذج تعليمي [https://web.archive.org/web/20190719232533/http://nanohub.org/resources/2762 لتركيب الأنابيب النانوية الكربونية وروبوتات النانو]
{{متآصلات الكربون}}
{{تذييل تقنية النانو|collapsed}}
{{تقانات ناشئة|topics=yes|robotics=yes|manufacture=yes|materials=yes}}
{{ضبط استنادي}}
{{معرفات مركب كيميائي}}
{{شريط بوابات|تقانة النانو|كيمياء فيزيائية}}
{{شريط محتوى متميز|مختارة|النسخة=6426186|تاريخ=23 مارس 2011}}
{{لا لربط البوابات المعادل}}

[[تصنيف:أنابيب نانوية كربونية|*]]
[[تصنيف:أشكال الكربون]]
[[تصنيف:أقطاب شفافة]]
[[تصنيف:تقنية النانو]]
[[تصنيف:تقانات ناشئة]]
[[تصنيف:مصعد الفضاء]]
[[تصنيف:مقالات تحوي تخمينات للمستقبل]]
[[تصنيف:مواد حرارية]]
[[تصنيف:مواد نانوية]]