I nanotubi di carbonio sono minuscoli tubi cilindrici di carbonio la cui struttura è come un minuscolo pezzo di grafite (strato di carbonio monomolecolare) arrotolato su se stesso orizzontalmente e sigillato senza soluzione di continuità. Molto più resistenti nelle sue proprietà di massa rispetto alla grafite, i nanotubi possono essere 100 volte più resistenti dell’acciaio e dieci volte più leggeri. I legami chimici tra gli atomi in un nanotubo sono simili ai legami nella grafite, che sono i più forti in natura. Hanno una varietà di proprietà interessanti: eccellenti trasportatori di elettroni, efficienti conduttori di calore e straordinaria forza e flessibilità.
Una delle tante possibili applicazioni per i nanotubi che è oggetto di ricerca è la possibilità di un’antenna per nanotubi. Un’antenna è un oggetto in grado di captare onde elettromagnetiche e convertirle in segnali elettrici, o viceversa. L’antenna è la parte più cruciale di qualsiasi dispositivo di trasmissione o ricezione wireless – senza uno, non può funzionare.
Possiamo vedere progressi nello sviluppo delle antenne osservando le dimensioni approssimative della radio più piccola. Nel 1931, verso l’alba dell’era della radio, la gente usava le radio a valvole. Questi si adattano a una scrivania o un tavolo. Nel 1954, le persone iniziarono a usare le radio a transistor, che potevano essere tenute nel palmo della mano. Per molti decenni, questo è stato piccolo quanto le radio. Nel 2002, si è verificato un passo avanti sperimentale con la fabbricazione di sensori “smart dust” a ricezione radio. Questi erano larghi pochi millimetri. Poi, il passo finale, nel 2007, i ricercatori di Berkeley hanno sviluppato l’antenna e la radio in nanotubi di carbonio, lunghe solo un micrometro e larghe poche decine di nanometri.
Da quando i nanotubi di carbonio sono stati oggetto di grande attenzione nei primi anni ’90, gli scienziati hanno fatto calcoli su come potrebbero essere utilizzati per un’antenna per nanotubi. Questi calcoli sono diventati realtà nei primi anni 2000, quando gli scienziati hanno realizzato antenne di nanotubi o array di nanotubi che potrebbero fungere da antenna di nanotubi per luce, microonde e radio. Modificando le dimensioni dei nanotubi o degli array di nanotubi, i ricercatori possono realizzare antenne che raccolgono o trasmettono un’ampia varietà di segnali elettromagnetici.
Sebbene i nanotubi di carbonio non siano ancora stati introdotti come elementi attivi in nessun dispositivo elettronico, le antenne di nanotubi potrebbero trovare la loro strada nei telefoni cellulari e nelle radio nel prossimo futuro. Le loro dimensioni estremamente ridotte aiutano insieme al processo di miniaturizzazione e la loro forza intrinseca li rende resistenti ai danni da urto. A lungo termine, le antenne a nanotubi potrebbero essere utili per dare segnali a nanobot distribuiti, forse anche a nanobot medici che vagano per il corpo umano.