نانو لوله‌‌های کربنی‌

نانو لوله‌‌های کربنی‌ که از صفحات کربن به ضخامت یک اتم و به شکل استوانه‌ای توخالی ساخته شده است در سال ۱۹۹۱ توسط سامیو ایجیما (از شرکت Nec ژاپن) کشف شد. خواص ویژه و منحصر به فرد آن ازجمله مدول یانگ بالا و استحکام کششی خوب از یک طرف و طبیعت کربنی بودن نانولوله‌ها (به خاطر اینکه کربن ماده‌ای است کم وزن، بسیار پایدار و ساده جهت انجام فرایند‌ها که نسبت به فلزات برای تولید ارزان‌تر می‌باشد) باعث شده که در دهه گذشته شاهد تحقیقات مهمی در کارایی و پرباری روش‌های رشد نانولوله‌ها باشیم. کارهای نظری و عملی زیادی نیز بر روی ساختار اتمی و ساختارهای الکترونی نانولوله متمرکز شده است. کوشش‌های گسترده‌ای نیز برای رسیدگی به خواص مکانیکی شامل مدول یانگ و استحکام کششی و ساز وکار عیوب و اثر تغییر شکل نانولوله‌ها بر خواص الکتریکی صورت گرفته است. می‌توان گفت این علاقه ویژه به نانولوله‌ها از ساختار و ویژگی‌های بی‌نظیر آن‌ها سرچشمه می‌گیرد.

نانو لوله‌‌های کربنی‌ که از صفحات کربن به ضخامت یک اتم و به شکل استوانه‌ای توخالی ساخته شده است در سال ۱۹۹۱ توسط سامیو ایجیما (از شرکت Nec ژاپن) کشف شد. خواص ویژه و منحصر به فرد آن ازجمله مدول یانگ بالا و استحکام کششی خوب از یک طرف و طبیعت کربنی بودن نانولوله‌ها (به خاطر اینکه کربن ماده‌ای است کم وزن، بسیار پایدار و ساده جهت انجام فرایند‌ها که نسبت به فلزات برای تولید ارزان‌تر می‌باشد) باعث شده که در دهه گذشته شاهد تحقیقات مهمی در کارایی و پرباری روش‌های رشد نانولوله‌ها باشیم. کارهای نظری و عملی زیادی نیز بر روی ساختار اتمی و ساختارهای الکترونی نانولوله متمرکز شده است. کوشش‌های گسترده‌ای نیز برای رسیدگی به خواص مکانیکی شامل مدول یانگ و استحکام کششی و ساز وکار عیوب و اثر تغییر شکل نانولوله‌ها بر خواص الکتریکی صورت گرفته است. می‌توان گفت این علاقه ویژه به نانولوله‌ها از ساختار و ویژگی‌های بی‌نظیر آن‌ها سرچشمه می‌گیرد.

ویژگی‌های نانولوله‌های کربنی

۱-۱) اندازه بسیار کوچک (قطر کوچک‌تر از ۴/۰ نانوم‌تر)

۱-۲) حالت رسانا و نیمه‌رسانایی آن‌ها بر حسب شکل هندسیشان

نانولوله‌ها بر حسب نحوه رول شدن صفحات گرافیتی سازندۀشان به صورت رسانا یا نیمه‌رسانا در می‌آیند. به عبارت دیگر از آنجا که نانولوله‌ها در سطح مولکولی همچون یک باریکه سیمی در هم تنیده به نظر می‌رسند اتم‌های کربن در قالب شش وجهی به یکدیگر متصل می‌شوند و این الگوهای شش وجهی دیواره‌های استوانه‌ای را تشکیل می‌دهند که اندازه آن تنها چند نانوم‌تر می‌باشد. زاویه پیچش نوعی نانولوله، که به صورت زاویه بین محور الگوی شش وجهی آن و محور لوله تعریف می‌شود، رسانا یا نارسانا بودن را تعیین می‌کند. تحقیقات دی‌گری نیز نشان داده‌اند که تغییر شعاع نیز امکان بستن طول باند و عایق نمودن نانولوله فلزی را فراهم می‌کند. پس می‌توان گفت دوپارام‌تر اساسی که در این بین نقش اساسی بازی می‌کنند، یکی ساختار نانولوله و دیگری قطر و اندازه آن است. بررسی‌های دیگری نشان داده‌اند که خصوصیات الکتریکی نانولوله‌ها بسته به اینکه مولکول C۶۰ در کجا قرار داده شود از یک هادی به یک نیمه‌هادی و یا یک عایق قابل تغییر می‌باشد. از آنجایی که نانولوله‌های کربنی قادرند جریان الکتریسته را به وسیله انتقال بالستیک الکترون بدون اصطکاک از سطح خود عبور دهند- این جریان صد برابر بیشتر از جریانی است که از سیم مسی عبور می‌کند- لذا نانولوله‌ها انتخاب ایده‌آلی برای بسیاری از کاربردهای میکروالکترونیک می‌باشند.

۱-۳) برخورداری از خاصیت منحصر به فرد ترابری پرتابه‌ای

۱-۴) قدرت رسانایی گرمایی خیلی بالا

۱-۵) سطح جداره صاف یا قدرت تفکیک بالا
سطح جداره صاف نانولوله‌ها باعث می‌شود که میزان عبور گاز از درون آن‌ها به مراتب بیشتر از غشاهای میکروحفره‌ای معمولی که در جداسازی گاز‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند باشد. لذا می‌توان گازهایی مانند هیدروژن و دی‌اکسید کربن را با هدایت در نانولوله از هم جدا کرد. اینکه آیا نانولوله‌ها واقعاً می‌توانند در خارج از آزمایشگاه نیز گاز‌ها را به طور انتخابی از خود عبور دهند یا نه باعث شده که امیدهای زیادی به تولید هیدروژن و نیتروژن از هوا باشد.

۱-۶) بروز خواص الکتریکی و مکانیکی منحصر به فرد در طول آن‌ها

۱-۷) مدول یانگ بالا

۱-۸) حساس به تغییرات کوچک نیروهای اعمال شده
اعمال فشار بر یک نانولوله می‌تواند ویژگی‌های الکتریکی آن را تغییر دهد که بسته به نوع کشش یک نانولوله می‌توان رسانایی آن را افزایش یا کاهش داد. این امر به دلیل تغییر ساختار کوانتومی الکترون‌ها صورت می‌گیرد. لذا این امکان به فیزیکدان‌ها داده می‌شود که ترانسفورماتور یا دستگاه‌های انتقال دهنده بر پایه نانولوله‌ها بسازند که حساسیت زیادی به اعمال نیروهای بسیار کوچک دارند. همچنین توانایی نانولوله‌ها در احساس تغییرات بسیار کوچک فشار و باز تبدیل این فشار به صورت یک علامت الکتریکی می‌تواند در آینده امکان ساخت سوئیچ‌های نانولوله‌ای حساس به تغییرات بسیار کوچک فشار را به محققان بدهد.

۱-۹) گسیل و جذب نور
نانولوله‌ها می‌توانند نور مادون قرمز را جذب و دفع کنند. همچنین تزریق همزمان الکترون از یک سر و تزریق حفره از سر دیگر نانولوله‌کربنی، موجب می‌شود که نوری با طول موج ۵/۱ میکروم‌تر از نانولوله منتشر شود.

۱-۱۰) ضریب تحرک الکتریسیته بسیار بالا
نانولوله‌ها در دمای اتاق دارای بالا‌ترین ضریب تحرک الکتریسته نسبت به هر ماده شناخته شده دیگری هستند.

۱-۱۱) خاصیت مغناطیسی، ممان مغناطیسی بسیار بزرگ
با قرار دادن یک نانولوله در زیر لایه مغناطیسی یا با افزودن الکترون یا حفره به نانولوله می‌توان خاصیت مغناطیسی در نانولوله ایجاد کرد. این خاصیت باعث می‌شود که بتوان ساخت وسایلی را پیش‌بینی کرد که در آن‌ها اتصالات مغناطیسی و الکتریکی از هم جدا شده‌اند. اتصال مغناطیسی را می‌توان برای قطبی کردن مغناطیسی نانولوله‌ها- دستکاری در اسپین‌ها- به کار برد و از اتصال‌های غیرمغناطیسی برای الکترودهای ولتاژ- جریان استفاده کرد. همچنین ممان مغناطیسی آن‌ها نیز قابل اندازه‌گیری است (۱/۰ مگنتون بور در هر اتم کربن).

۱-۱۲) چگالی سطحی بسیار بالا
نانولوله‌ها دارای چگالی سطحی بسیار بالایی می‌باشند که باعث استحکام بالای نانولوله می‌شود. می‌توان گفت این خاصیت در اثر ریز بودن قابل توجه آن‌ها پدیدار می‌شود.

۱-۱۳) قابلیت ذخیره‌سازی
در نانولوله‌ها هر سه اتم کربن قابلیت ذخیره یک یون لیتیم را دارند در حالی که در گرافیت هر شش اتم کربن توانایی ذخیره یک یون لیتیم را دارند. همچنین توانایی ذخیره انرژی در نانولوله‌ها چند برابر حجم الکترودهای گرافیتی است. لذا محققان امیدوارند بتوانند هیدروژن زیادی را در نانولوله‌ها برای کاربردهای انرژی و پیل‌های سوختی ذخیره کنند.
۱-۱۴) داشتن خاصیت ابررسانایی
نانولوله‌ها در دمای زیر k ْ۱۵ ابررسانا شده‌اند. شعاع این نانولوله‌های ابررسانا فقط ۴/۰ نانوم‌تر است. این کشف در نانولوله‌های کربنی نه تنها حیرت دانشمندان را به دنبال داشته بلکه قضایایی را که حدود ۴۰ سال پیش انتقال فاز را در سیستم‌های یک یا دو بعدی ممنوع می‌دانستند، رد کرده است. همچنین دانشمندان دلایلی را ارائه کرده‌اند که می‌توان ابررسانایی دمای اتاق را در نانولوله‌های کربنی یافت. آن‌ها بیش از ۲۰ دلیل ارائه کرده‌اند که نانولوله‌های کربنی از خود خواصی را نشان می‌دهند که بیانگر ابررسانایی دمای اتاق در آن هاست.

۱-۱۵) تولید ولتاژ
با عبور مایع از میان کلاف‌هایی از نانولوله‌های کربنی تک جداره، ولتاژ الکتریکی ایجاد می‌شود. از این تکنیک برای ساخت حسگرهای جریان مایع برای تشخیص مقادیر بسیار اندک مایعات و نیز برای ایجاد ولتاژ در کاربردهای زیست پزشکی استفاده می‌شود. همچنین نشان داده شده است که مایعات با قدرت یونی بالا ولتاژ بیشتری تولید می‌کنند.

۱-۱۶) استحکام و مقاومت کششی بالا
میزان افزایش نیروی گرمایی و مقاومت نانولوله‌ها با ریشه سوم جرم اتم‌ها و مولکول‌ها متناسب است. همچنین حرارت دادن موجب افزایش استحکام نانولوله شده و مقاومت کششی آن را شش برابر می‌کند و هدایت آن نیز افزایش می‌یابد. تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که در اثر برخورد اتم‌ها یا مولکول‌ها با نانولوله‌ کربنی مقاومت الکتریکی آن تغییر می‌کند.
انواع نانولوله های‌ کربنی
نانولوله‌ها به دو دسته تک جداره (SWNT) و چند جداره (MWNT) تقسیم می‌شوند، ‌ نانو لوله‌های تک جداره نیز بر حسب آرایش اتم‌های کربنی مقطع لوله به سه دسته مهم دسته صندلی (Armchair) و کایرال (chiral) که دارای خاصیت فلزی هستند و زیگزاگ (Zigzag) که خاصیت نیمه‌رسانایی دارد، تقسیم می‌شوند.


نانولوله‌های کربنی تک جداره فقط از کربن و یک ساختارساده (ورقه‌ای از شش ضلعی‌های منظم) تشکیل شده‌اند. برخی پیش‌بینی‌ها حاکی از آن است که تک جداره‌ها می‌توانند رسانا یا نیمه‌رسانا باشند. این هدایت الکتریکی بالا بستگی به هندسه دقیق اتم‌های کربن دارد. از آغاز کار روی تک جداره‌ها از آن‌ها به عنوان یک پدیده تک بعدی نام برده می‌شد تا اینکه این نظریه مرحله به مرحله پیشرفت کرد. علت علاقه به این نانولوله‌های تک جداره و تلاش برای جایگزین کردن آن‌ها در صنعت، بر اساس محاسبات نظری و تأثیرات آزمایشگاهی، بر خصوصیات عالی مکانیکی و رسانایی الکتریکی آن‌ها مانند فلزات می‌باشد. البته تولید نانو لوله‌های تک جداره دارای هزینه بالایی است و تولید به همراه پایدار کردن خصوصیات آن‌ها در حین فراوری پلیمر- نانولوله مشکل می‌باشد. هر چند نانولوله‌هایی که با استفاده از تکنیک لانگهوری- بلاجت که شامل حرکاتی افقی و عمودی شبیه نقاشی سنتی ژاپن می‌باشد تولید شده‌اند، علاوه بر اینکه ثابت نگه داشته می‌شوند- توسط ژلاتین و تشکیل نانوژل کربنی- از لحاظ نوری نیز یکدست و همگن و از لحاظ ساختاری قابل کنترل می‌باشند.
بر عکس در دسترس بودن و تجاری بودن نانولوله‌های کربنی چند جداره باعث شده که پیشرفت‌های بیشتری در این زمینه داشته باشیم تا حدی که محصولاتی در آستانه تجاری‌شدن تولید شده است. به عنوان مثال از نانولوله‌های کربنی چند جداره (جایگزین کربن بلک Carbon-black) در پودرهای رنگ استفاده شده است.
یکی از معایب نانولوله‌های چند جداره نسبت به تک جداره این است که استحکام‌دهی آن‌ها کمتر می‌باشد زیرا پیوندهای صفحات داخلی ضعیف می‌باشند. اما از آنجا که‌ در حال حاضر کاربردهای نانولوله‌ها در تقویت پلیمر‌ها باعث بهبود خواص گرمایی و الکتریکی می‌شود تا بهبود خواص مکانیکی، کاربرد نانولوله‌های کربنی چند جداره بسیار زیاد می‌باشد. ازطرفی تکنیک‌های موجود نیز برای تولید نانولوله‌های تک جداره به اندازه کافی بازدهی ندارد و خلوص لازم را نیز به همراه نمی‌آورد. تخلیص این مواد بسیار زحمت‌آور است و در ‌‌نهایت ممکن است به ساختار نانولوله‌ صدمه نیز بزند.
روش‌های تولید نانو لوله‌های کربنی
بعد از آنکه در سال ۱۹۹۱ ایجیما اولین نانولوله‌ را درکربن دوده‌ای حاصل از تخلیه قوس الکتریکی مشاهده کرد، محققان زیادی در جهت بسط و گسترش روش‌های رشد برآمده‌اند تا بتوانند مواد خالص‌تر با خواص کنترل شده مورد نظر تولید کنند. اما با آنکه روش‌های زیادی برای تولید نانولوله‌های کربنی ارائه شده است، ‌ سنتز آن‌ها در دمای اتاق تاکنون به صورت مشکلی لاینحل باقی مانده است. دانشمندان تاکنون این مواد را در محدوده دمایی ۲۰۰ تا۷۰۰ درجه سانتیگراد با بازده کمتر از ۷۰ درصد و حتی پس از چندین بار خالص‌سازی با درجهخلوص حداکثر ۹۵ -۷۰ درصد تولید کرده‌اند. در زیر چند روش عمده در سنتز نانولوله‌ها مورد بحث اجمالی قرار می‌گیرد. بدون شک بهینه سازی و کنترل این روش‌ها می‌تواند توان بالقوهنانولوله‌ها را پدیدار نماید.

۳-۱ روش تخلیه قوس
در این روش اتم‌های کربن به وسیله عبور جریان بالا از دو قطب آندو کاتد در داخل پلاسمای گاز هلیم داغ شده و بخار می‌شوند.

۳-۲ روش تابش لیزر
در این روش پالس‌های قوی شده اشعه لیزر به طرف یک هدف کربنی که شامل ۵ درصد اتمی نیکل و کبالت است پرتاب می‌شوند.

۳-۲ رسوب بخار شیمیایی (CVD)
این روش شامل حرارت دادن مواد کاتالیزوری تا درجه حرارت‌های بالا در یک کوره لوله‌ای شکل و عبور یک گاز هیدروکربنی در سراسر لوله برای یک مدت زمان معین می‌باشد.
دو روش تخلیه قوس و تابش لیزر برای زمان طولانی، روش‌های تقریباً کاملی برای تولید نانولوله‌های تک جداره بودند. اما از آنجایی که هر دو روش مبتنی بر بخار اتم‌های کربن درون محفظه کوچک هستند اولاً میزان تولید نانولوله پایین می‌باشد، ثانیاً نانولوله‌هایی که به صورت تبخیری تهیه می‌شوند به صورت در هم پیچیده هستند؛ در این صورت برای خالص و تمیز کردن آن‌ها با مشکل مواجه‌اند. روش رسوب بخار نیز با چالش‌هایی مواجه است چرا که برای تولید نانولوله‌های کربنی چند جداره چگالی بالایی از عیوب در ساختارشان به وجود می‌آید. این عیوب به خاطر دمای پایین رشد می‌باشد که مقدار انرژی لازم برای بازپخت (آنیل) نانولوله‌ و تکمیل ساختارش را فراهم نمی‌کند. همچنین این روش منجر به مداری شامل هر نوع نانولوله‌های هادی و نیمه‌هادی می‌شود. همچنین رشد نانولوله‌ها دلخواه بوده و قطر آن‌ها بزرگ است در حالی که نانولوله‌های با قطر کمتر در کلید زنی مناسب‌ترند. با این وجود تمرکز محققان بر روی روش رسوب‌دهی بخار است زیرا تولید انبوه در حد کیلوگرم را می‌سر می‌سازد و می‌توان کنترل قابل قبولی بر مکانیزم رشد داشت.

کاربردهای نانولوله‌های کربنی
وجود یک سری مختصات ویژه نانولوله‌های کربنی، آن‌ها را به انتخاب ایده آلی برای بسیاری از کاربرد‌ها تبدیل کرده است.
امروزه در روند تحقیق درباره نانولوله‌ها توجه و تعمق ویژه‌ای بر روی استفاده از آن‌ها در ساخت ابزار‌ها متمرکز شده است. اکثر پژوهشگرانی که در دانشگاه‌ها و آزمایشگاه‌های تحققاتی سرتاسر دنیا بر روی نانولوله‌ها کار می‌کنند با خوش‌بینی پیش‌بینی می‌کنند که در آینده‌ای نزدیک نانولوله‌ها کاربردهای صنعتی وسیعی خواهند داشت.
هم‌اکنون امکان ساخت ابزارهای بسیار جالبی وجود دارد، ‌ اما در خصوص موفقیت تجاری‌ آن‌ها، باید در آینده قضاوت کرد. تقریباً تمام مقالات به طور ضمنی به کاربرد نانولوله‌ها و بهره‌برداری تجاری از آن‌ها در آینده اشاره دارند. آینده کاربرد نانولوله‌ها در بخش الکترونیک روشن است؛ خواص الکتریکی و پایداری شیمیایی بی‌بدیل نانولوله‌ها به طور قاطع ما را به سمت استفاده از این خواص سوق خواهد‌ داد. بنابراین در ادامه به شرح چند مورد از حوزه‌های مهم کاربرد نانولوله‌ها می‌پردازیم.


۴-۱) ترانزیستور‌ها
نانولوله‌ها در آستانه کاربرد در ترانزیستورهای سریع هستند، اما آن‌ها هنوز هم در اتصالات داخلی استفاده می‌شوند. بسیاری از طراحان دستگاه‌ها تمایل دارند به پیشرفت‌هایی دست یابند که آن‌ها را به افزایش تعداد اتصالات داخلی دستگاه‌ها در فضای کوچک‌تر، قادر نماید. ترانزیستورهای ساخته شده از نانولوله‌ها دارای آستانه می‌باشند (یعنی سیگنال باید از یک حداقل توان برخوردار باشد تا ترانزیستور بتواند آن را آشکار کند) که می‌توانند سیگنال‌های الکتریکی زیر آستانه را در شرایط اختلال الکتریکی یا نویزآشکار و ردیابی نمایند. همچنین از آنجایی که ضریب تحرک، شاخص حساسیت یک ترانزیستور برای کشف بار یا شناسایی مولکول مجاور می‌باشد، لذا ضریب تحرک مشخص می‌کند که قطعه تا چه حد می‌تواند خوب کار کند. ضریب تحرک تعیین می‌کند که بار‌ها در یک قطعه چقدر سریع حرکت می‌کنند و این نیز سرعت‌ نهایی یک ترانزیستور را تعیین می‌نماید.
لذا اهمیت استفاده از نانولوله‌ها و تولید ترانزیستورهای نانولوله‌ای با داشتن ضریب تحرک برابر با ۱۰۰ هزار سانتی‌متر مربع بر ولت ثانیه در مقابل سیلیکون با ضریب تحرک ۱۵۰۰ سانتی‌متر مربع بر ولت ثانیه و ایندیم آنتیمونید (بالا‌ترین رکورد بدست آمده تا به امروز) با ضریب تحرک ۷۷ هزار سانتی‌متر مربع بر ولت ثانیه بیش از پیش مشخص می‌شود.


۴-۲) حسگر‌ها
حسگر‌ها ابزارهایی هستند که تحت شرایط خاص، از خود واکنش‌های پیش‌بینی شده و مورد انتظار نشان می‌دهند. شاید دماسنج را بتوان جزء اولین حسگرهای که بشر ساخت به حساب آورد. با توجه به وجود آمدن وسایل الکترونیکی و تحولات عظیمی که در چند دهه اخیر و در خلال قرن بیستم به وقوع پیوسته است، امروزه نیاز به ساخت حسگرهای دقیق‌تر، کوچک‌تر و با قابلیت‌های بیشتر احساس می‌شود.
حسگرهایی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند، ‌ دارای حساسیت بالایی هستند به طوری که به مقادیر ناچیزی از هر گاز، گرما یا تشعشع حساسند. بالا بردن درجه حساسیت، ‌ بهره و دقت این حسگر‌ها نیاز به کشف مواد و ابزارهای جدید دارد. با آغاز عصر نانوفناوری، حسگر‌ها نیز تغییرات شگرفی خواهند داشت. یکی از نامزدهای ساخت حسگر‌ها، نانولوله‌ها خواهند بود. با نانولوله‌ها می‌توان، ‌ هم حسگر شیمیایی و هم حسگر مکانیکی ساخت. به خاطر کوچک و نانوم‌تر بودن ابعاد این حسگر‌ها، دقت و واکنش آن‌ها بسیار زیاد خواهد بود، به گونه‌ای که حتی به چند اتم از یک گاز نیز واکنش نشان خواهند داد.
تحقیقات نشان می‌دهد که نانولوله‌ها به نوع گازی که جذب آن‌ها می‌شود حساس می‌باشند؛ همچنین میدان الکتریکی خارجی، ‌ قدرت تغییر دادن ساختارهای گروهی از نانولوله‌ها را دارد؛ و نیزمعلوم شده است که نانولوله‌های کربنی به تغییر شکل مکانیکی از قبیل کشش حساس هستند. گاف انرژی نانولوله‌های کربنی به طور چشمگیری در پاسخ به این تغییر شکل‌ها می‌تواند تغییر کند. همچنین می‌توان با استفاده از مواد واسط، مانند پلیمر‌ها، در فاصله میان نانولوله‌های کربنی و سیستم، نانولوله‌های کربنی را برای ساخت زیست حسگر‌ها نیز توسعه داد. تحقیق در زمینه کاربرد نانولوله‌ها در حسگر‌ها در حال توسعه و پیشرفت است و مطمئناً در آینده‌ای نه چندان دور شاهد بکارگیری آن‌ها در انواع مختلف حسگر‌ها (مکانیکی، شیمیایی، تشعشی، حرارتی و..) خواهیم بود.


۴-۳) نمایشگرهای گسیل می‌دانی
بسیاری از متخصصان بر این باورند که فناوری نمایشگرهای با صفحه تخت امروزی از نظر هزینه، کیفیت و اندازه صفحه نمایش، برای مصارف خانگی مناسب نیستند. آن‌ها معتقدند که با استفاده از نمایشگرهایی که از نانولوله‌های کربنی به عنوان منبع انتشار استفاده می‌کنند، می‌توانند این مشکلات را بر طرف ‌کنند.
نانولوله‌های کربنی می‌توانند عنوان بهترین گسیل کننده می‌دانی را به خود اختصاص داده و ابزارهای الکترونی با راندمان وکارایی بالاتری تولید کنند. خصوصیات منحصر به فرد این نانولوله‌ها، تولیدکنندگان را قادر به تولید نوعی جدید از صفحه نمایش‌های تخت خواهد ساخت که ضخامت آن‌ها به اندازه چند اینچ بوده و نسبت به فناوری‌های فعلی از قیمت مناسب‌تری برخوردار باشد. به علاوه کیفیت تصویر آن‌ها هم به مراتب بهتر خواهد بود.
در پدیده گسیل می‌دانی، الکترون‌ها با استفاده از ولتاژ اندک از فیلم‌های ضخیم دارای نانولوله به سمت صفحه نمایش پرتاب شده و باعث روشن شدن آن می‌شوند. هر نقطه از این فیلم، یک پرتاب کننده الکترون (تفنگ الکترونی) کوچک است که تصویر را روی صفحه نمایش ایجاد می‌کند. ولتاژ لازم برای نمایشگر گسیل می‌دانی از طریق صفحه نمایش صاف متکی بر نانولوله‌ نسبت به آنچه به صورت سنتی در روش اشعه کاتدی استفاده می‌شد، کمتر می‌باشد و این نانولوله‌ها با ولتاژ کمتر، نور بیشتری تولید می‌کنند.


۴-۴) حافظه‌های نانولوله‌ای
به دلیل کوچکی بسیار زیاد نانولوله‌های کربنی ‌ (که در حد مولکولی است)، اگر هر نانولوله‌ بتواند تنها یک بیت اطلاعات در خود جای دهد، حافظه‌هایی که از این نانولوله‌ها ساخته می‌شوند می‌توانند مقادیر بسیار زیادی اطلاعات را در خود ذخیره نمایند. با در نظر داشتن این مطلب، بسیاری از محققان در حال کار بر روی ساخت حافظه‌های نانولوله‌ای می‌باشند؛ بنابراین رؤیای ساخت رایانه‌های با سرعت بالا عملی خواهد شد.

۴-۵) استحکام‌دهی کامپوزیت‌ها

توزیع یکنواخت نانولوله‌ها در زمینه کامپوزیت و بهبود چسبندگی نانولوله‌ با زمینه در فرآوری این نانوکامپوزیت‌ها از موضوعات بسیار مهم است.
شیوه توزیع نانولوله‌ها در زمینه پلیمری از پارامترهای مهم در استحکام‌دهی به کامپوزیت می‌باشد. آنچه از تحقیقات بر می‌آید این است که استفاده از خواص عالی نانولوله‌ها در نانوکامپوزیت‌ها وابسته به استحکام پیوند فصل مشترک نانولوله و زمینه می‌باشد. نکته دیگر آنکه خواص غیر همسانگردی نانولوله‌ها باعث می‌شود که در کسر حجمی کمی از نانولوله‌ها رفتار جالبی در این نانوکامپوزیت‌ها پیدا شود.
از کاربردهای دیگر نانو لوله‌ها می‌توان به امکان ذخیره هیدروژن در پیل‌های سوختی، افزایش ظرفیت باتری‌ها و پیل‌های سوختی، افزایش راندمان پیل‌های خورشیدی، جلیقه‌های ضدگلوله سبک و مستحکم، کابل‌های ابررسانا یا رسانای سبک، رنگ‌های رسانا، ‌ روکش‌های کامپوزیتی ضد رادار، حصار حفاظتی الکترومغناطیسی در تجهیزات الکترونیکی، پلیمرهای رسانا، فیبرهای بسیار مقاوم، پارچه‌های با قابلیت ذخیره انرژی الکتریکی جهت راه اندازی ادوات الکتریکی، ماهیچه‌های مصنوعی با قدرت تولید نیروی ۱۰۰ مرتبه بیشتر از ماهیچه‌های طبیعی، صنایع نساجی، افزایش کارایی سرامیک‌ها، مواد پلاستیکی مستحکم، تشخیص گلوکز، محلولی برای اتصال درونی تراشه‌های بسیار سریع، مدارهای منطقی و پردازنده‌های فوق سریع، کمک به درمان آسیب‌دیدگی مغز، دارورسانی به سلول‌های آسیب دیده، از بین بردن تومورهای سرطانی، تجزیه هیدروژن، ژن‌درمانی، تصویربرداری، SPM، FEM، محافظ EMT، حسگرهای شیمیایی، SET و LED، پیل‌های خورشیدی و نهایتاً LSI اشاره کرد. البته در چند مورد اخیر بیشتر از نوع تک جداره آن استفاده می‌شود.
لذا این فناوری با این گستره کاربرد‌ها می‌تواند در آینده‌ای نه چندان دور بازار بزرگی را به خود اختصاص داده و زندگی بشر را تحت تأثیر خود قرار دهد.
در پایان در پاسخ به این سؤال که چرا دانشمندان به فناوری نانو روی آورده ومی‌خواهند بر تمام مشکلات جابه‌جایی اتم فائق آیند می‌توان گفت که تغییرات در مقیاس نانومتری بر خواص موج گونه الکترون‌های درون مواد اثر می‌گذارد لذا با جابه جا کردن اتم‌ها در این مقیاس می‌توان خواص اصلی مواد (به عنوان مثال دمای ذوب، اثرات مغناطیسی، ظرفیت بار) را بدون تغییر کلی ترکیب شیمیایی مواد دگرگون ساخت.