Propriétés électriques
Les électrons p des atomes de carbone dans les NTC forment de vastes liaisons π délocalisées. En raison de leur effet de conjugaison important, les nanotubes de carbone possèdent des propriétés électriques uniques.
Les NTC ont une structure tubulaire creuse unidimensionnelle-, avec des parois de tube composées d'une ou plusieurs couches de feuilles de graphène. Le diamètre du tube est à l’échelle nanométrique et la longueur est à l’échelle micrométrique, ce qui donne un rapport hauteur/largeur énorme. Leurs propriétés varient en fonction de la manière dont les feuilles de graphène sont enroulées, présentant des propriétés métalliques ou semi-conductrices.
Propriétés mécaniques
Étant donné que les atomes de carbone dans les NTC adoptent l'hybridation sp2, par rapport à l'hybridation sp3, la composante orbitale s de l'hybridation sp2 est plus grande, ce qui confère aux nanotubes de carbone un module et une résistance élevés.
Les NTC présentent d'excellentes propriétés mécaniques. Leur résistance à la traction atteint 50 à 200 GPa, soit 100 fois celle de l'acier, tandis que leur densité n'est que de 1/6 de celle de l'acier, soit au moins un ordre de grandeur supérieur à celui des fibres de graphite conventionnelles. Leur module élastique peut atteindre 1 TPa, comparable à celui du diamant, et environ 5 fois celui de l'acier.
Conductivité thermique
Les NTC possèdent d'excellentes propriétés de transfert de chaleur. En raison de leur très grand rapport d’aspect, les NTC présentent des performances d’échange thermique élevées sur leur longueur, mais des performances d’échange thermique relativement faibles perpendiculairement à leur diamètre. Grâce à une orientation appropriée, les nanotubes de carbone peuvent être synthétisés en matériaux thermiquement conducteurs hautement anisotropes.
Propriétés d'adsorption
Les NTC possèdent une surface spécifique extrêmement grande et une forte capacité d’adsorption ; ils présentent également de bonnes propriétés d'absorption des ondes électromagnétiques.
