Les nanotubes de carbone (CNT) sont des nanomatériaux tubulaires formés par l'enroulement de couches de graphite. Ils possèdent une gamme de propriétés physiques et chimiques uniques, ce qui les rend largement applicables en science des matériaux et en nanotechnologie. Premièrement, les NTC présentent des propriétés mécaniques extrêmement élevées, avec des résistances à la traction atteignant 50 à 150 GPa et un module d'Young atteignant le niveau de 1 TPa-des dizaines de fois supérieurs à celui de l'acier-tout en conservant une faible densité et une faible flexibilité. Par conséquent, ils démontrent d’excellents effets de renforcement dans les matériaux composites et structurels.
Les NTC présentent également une conductivité électrique et thermique exceptionnelle. Les nanotubes de carbone à simple paroi-ont une mobilité électronique élevée et présentent des propriétés métalliques ou semi-conductrices. Leur conductivité électrique peut être utilisée dans les appareils électroniques, les composites conducteurs et les capteurs. Les nanotubes de carbone à parois multiples peuvent atteindre une conductivité thermique de 3 000 à 3 500 W/m·K, ce qui les rend cruciaux dans les matériaux de gestion thermique et les composites à haute conductivité thermique.
Les NTC possèdent une surface spécifique élevée et une stabilité chimique. Les nanotubes individuels ne mesurent que quelques nanomètres de diamètre, mais peuvent atteindre des longueurs de plusieurs micromètres à millimètres, ce qui entraîne une énorme surface spécifique. Cela leur confère d’excellentes performances dans les matériaux d’adsorption, de catalyse et de stockage d’énergie. De plus, les NTC sont stables face à la plupart des réactifs chimiques, résistants aux températures élevées et à la corrosion, ce qui les rend adaptés à une utilisation à long terme-dans des environnements complexes.
