Os
Nanotubos de Carbono ou
NTC (em
inglês:
Carbon nanotubes ou
CNTs) são
alótropos do carbono com uma nanoestrutura cilíndrica. Os nanotubos foram construídos com diâmetro de comprimento na proporção de 132.000.000:1, significativamente maior do que para qualquer material. Estes cilíndros de
moléculas de
carbono possuem propriedades incomuns e que são de altíssimo valor no campo da
nanotecnologia,
eletrônica,
óptica e outros campos tecnológicos da
ciência dos materiais . Particularmente, devido as suas extraordinárias propriedades de
condução térmica,
mecânica e
elétrica, os nanotubos de carbono podem ter aplicações que possibilitem inúmeras melhorias nas estruturas dos materiais.
Nanotubos são membros da familia estrutura do
fulereno, que também inclui o esférico buckyballs, e as extremidades dos nanotubos podem ser cobertas com um hemisfério de estruturas de buckyball. Seu nome deriva do seu formato, uma estrutura oca com paredes formadas por um átomo de espessura da folha de carbono, chamados
grafeno. Estas folhas são enroladas em momentos especificos com ângulos discretos
quiral, e a combinação do ângulo de rolamento e raio decide a propriedade do nanotubo; por exemplo, se a folha de nanotubos individual é um
metal ou
semicondutor. Nanotubos são categorizados como Nanotubos de parede única do inglês (Single-Walled Nanotubes (SWNTs)), que são os Nanotubos de Carbono e os nanotubos de múltiplas paredes, do inglês (Multi-Walled Nanotubos (MWNTs)). Naturalmente, nanotubos individuais alinham-se em "fios", esse fenômeno explicado pelas
Forças de Van der Waals.
A
química quântica aplicada, especificamente, a
hibridação do orbital descreve melhor a ligação química em nanotubos. A
ligação química dos nanotubos é composta inteiramente de orbitais com
hibridização sp2, semelhante as ligações do
grafite, tendo assim um orbital p livre para serem feitas ligações p. Essas ligações que são mais fortes do que as ligações s de
hibridização sp
3 que são encontradas em
alcanos, provendo aos nanotubos uma resistência mecânica única.