Koolstofnanobuisjes hebben veel aantrekkelijke eigenschappen, en hun structuur en toepassingsgebieden zijn vergelijkbaar met die van grafeen, het materiaal voor wiens ontdekking de meest recente Nobelprijs werd toegekend. Om deze eigenschappen te kunnen benutten, echter, het is noodzakelijk om volledige controle over het productieproces te hebben. Wetenschappers van de Universiteit van Göteborg (Zweden) naderen het antwoord.

"Onze resultaten laten zien dat de metaaldeeltjes die de basis vormen voor de vervaardiging van koolstofnanobuisjes een bepaalde minimumgrootte moeten hebben, om de groei op gang te brengen en door te laten gaan. Het is ook waarschijnlijk dat de deeltjes in vloeibare vorm zijn bij een fabricagetemperatuur van ongeveer 800 C, hoewel de gebruikte metalen veel hogere smeltpunten kunnen hebben", zegt Anders Börjesson van de afdeling Natuurkunde aan de Universiteit van Göteborg.

De wetenschappers hebben verschillende computermodellen gebruikt om eigenschappen die in experimentele omstandigheden moeilijk of niet te onderzoeken zijn in detail te bestuderen. Alleen als we het fabricageproces volledig begrijpen, kunnen we dit materiaal volledig benutten.

De diameter van de nanobuisjes is in de orde van een miljardste van een meter, en ze kunnen zo dun zijn als een enkele koolstoflaag. De lengte van de buizen, in tegenstelling tot, kan zich uitstrekken van de nanometerschaal tot enkele decimeters. Koolstofnanobuisjes kunnen worden beschouwd, heel eenvoudig, als dunne draden van zuivere koolstof, waarvan de lengte een miljard keer groter kan zijn dan hun dikte.

De belangstelling voor nanobuisjes is gebaseerd op hun uitstekende eigenschappen:ze behoren tot de sterkste materialen die bekend zijn en hebben een extreem hoge geleidbaarheid voor zowel elektrische stroom als warmte.

De sterkte kan worden gebruikt om andere materialen te versterken, net zoals de sterkte van glas en koolstofvezels wordt gebruikt in kunststoffen, en staalwapening wordt gebruikt in beton. Koolstof nanobuisjes, echter, zou het mogelijk maken om kunststoffen te maken die tien keer sterker zijn dan de sterkste materialen die vandaag beschikbaar zijn. Dergelijke materialen zouden niet alleen in exclusieve sportuitrustingen kunnen worden gebruikt, maar ook in de constructie van gebouwen die uit sciencefiction lijken te komen:een lift tussen de aarde en de ruimte zou kunnen worden verankerd met een materiaal op basis van nanobuisjes.

De koolstofnanobuisjes kunnen ook ander materiaal vervangen als het gaat om het geleiden van zeer hoge elektrische stromen, omdat ze niet heet worden, ze vatten ook geen vuur. Bepaalde nanobuisjes hebben halfgeleidende eigenschappen en kunnen worden gebruikt om nano-elektronische circuits te bouwen, waardoor veel kleinere en snellere processors kunnen worden gebruikt in computers.

Een manier om de sterkte en elektrische eigenschappen van de koolstofnanobuisjes te combineren, is door ze te mengen met polymeermateriaal, en door draden te weven die ook elektronische schakelingen bevatten. Het zou mogelijk zijn, bijvoorbeeld, instrumenten om de hartfunctie rechtstreeks in kleding te weven.