Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs) sind zylindrische Moleküle, die aus einem oder mehreren Lagen von Graphen bestehen und außergewöhnliche mechanische, elektrische und thermische Eigenschaften aufweisen. Aufgrund ihrer einzigartigen Struktur und Eigenschaften bieten sie ein enormes Potenzial für Anwendungen in verschiedensten Bereichen.

Es gibt verschiedene Arten von Kohlenstoff-Nanoröhren, darunter einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren (SWCNTs), doppelwandige Kohlenstoff-Nanoröhren (DWCNTs) und mehrwandige Kohlenstoff-Nanoröhren (MWCNTs). SWCNTs bestehen aus einer einzigen Graphenschicht, die zu einem Zylinder aufgerollt ist, während MWCNTs aus mehreren Schichten bestehen, die koaxial angeordnet sind.

Eine der bemerkenswertesten Eigenschaften von CNTs ist ihre extreme Festigkeit. Sie haben eine Zugfestigkeit, die bis zu 100-mal höher ist als die von Stahl bei nur einem Sechstel des Gewichts. Dies macht sie zu idealen Materialien für Anwendungen, bei denen hohe Festigkeit und geringes Gewicht erforderlich sind, wie z.B. im Luft- und Raumfahrtsektor.

Darüber hinaus haben CNTs außergewöhnliche elektrische Eigenschaften. SWCNTs können als Halbleiter oder als metallische Leiter agieren, abhängig von ihrem Durchmesser und ihrer Chirality. Dies eröffnet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in der Nanoelektronik, einschließlich der Entwicklung von Transistoren, Sensoren und Energieerzeugungssystemen.

Aufgrund ihrer hohen thermischen Leitfähigkeit finden CNTs auch Anwendung in der Kühlung elektronischer Bauelemente und in der Entwicklung von Wärmemanagementsystemen. Ihre große spezifische Oberfläche und die Möglichkeit, sie funktionalisieren zu können, machen CNTs zudem zu geeigneten Materialien für den Einsatz in der Katalyse und in Energiespeichersystemen wie Batterien und Superkondensatoren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kohlenstoff-Nanoröhren aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften und vielfältigen Anwendungsgebiete eine Schlüsselrolle in der zukünftigen Materialforschung und Technologiedesign einnehmen könnten.