カーボンナノチューブ（CNT）は炭素原子で構成される円筒状の構造体で、直径はナノメートル、長さはマイクロメートルからセンチメートルという特徴を持つ。これらの材料は、鉄や他の従来の繊維を凌ぐ卓越した機械的強度を示すため、構造材料、スポーツ用品、航空宇宙部品、自動車部品などの複合材料など、様々な用途で高い価値を発揮する。
CNTは、その構造と特性から大きく3種類に分類される：
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単層カーボンナノチューブ（SWCNTs）:単層カーボンナノチューブ(SWCNT)：六角格子に配列された炭素原子の単層をシームレスチューブに巻き取ったもの。SWCNTは高い電気伝導性で知られ、電子デバイス、センサー、エネルギー貯蔵アプリケーションによく使用される。
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多層カーボンナノチューブ（MWCNTs）:SWCNTとは異なり、MWCNTは、炭素格子の複数の層から構成され、各層は別の層の中に入れ子になっており、同心円筒を形成している。この構造により、MWCNTはSWCNTと比較して、熱安定性や機械的強度が高く、堅牢な材料を必要とする用途に適しています。
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数層カーボンナノチューブ (FWCNT):SWCNT と MWCNT の中間に位置するもので、通常、数層 （通常、3～5層）の炭素格子から構成される。FWCNTは、SWCNTとMWCNTの両方の特性を併せ持ち、電気伝導性と機械的強度のバランスがとれている。
CNTの合成は、主に化学気相成長法（CVD）によ って行われ、制御された特性を持つ高品質のナノ チューブを製造することができます。しかし、CNT製造のスケーラビリティは依然として大きな課題であり、その分散と様々な材料や用途への統合を最適化するために、合成技術や後処理技術のさらなる進歩が必要である。
炭素のハイブリッド化と構造に由来するCNTのユニークな特性は、エレクトロニクスやエネルギー貯蔵から生物医学や環境浄化に至るまで、幅広い用途のための万能材料となっている。CNTの可能性は非常に大きいが、その恩恵を最大限に享受するには、大量生産と既存技術への統合におけるハードルを克服する必要がある。
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