Les nanotubes de carbone sont de minuscules tubes de carbone cylindriques dont la structure ressemble à une minuscule longueur de graphite (couche de carbone monomoléculaire) enroulée sur elle-même horizontalement et scellée de manière transparente. Beaucoup plus résistants dans leurs propriétés en vrac que le graphite, les nanotubes peuvent être 100 fois plus résistants que l’acier et dix fois plus légers. Les liaisons chimiques entre les atomes d’un nanotube sont similaires aux liaisons du graphite, qui sont les plus fortes dans la nature. Ils ont une variété de propriétés intéressantes – d’excellents transporteurs d’électrons, des conducteurs de chaleur efficaces et une résistance et une flexibilité extraordinaires.
L’une des nombreuses applications possibles des nanotubes à l’étude est la possibilité d’une antenne à nanotubes. Une antenne est un objet qui peut capter des ondes électromagnétiques et les convertir en signaux électriques, ou vice versa. L’antenne est la partie la plus cruciale de tout appareil de transmission ou de réception sans fil – sans elle, elle ne peut pas fonctionner.
Nous pouvons voir les progrès dans le développement des antennes en regardant la taille approximative de la plus petite radio. En 1931, à l’aube de l’ère de la radio, les gens utilisaient des radios à tube à vide. Ceux-ci tiennent sur un bureau ou une table. En 1954, les gens ont commencé à utiliser des radios à transistors, qui pouvaient être tenues dans la paume de la main. Pendant de nombreuses décennies, c’était à peu près aussi petit que les radios. En 2002, une avancée expérimentale s’est produite avec la fabrication de capteurs de « poussières intelligentes » radiorécepteurs. Celles-ci mesuraient quelques millimètres de large. Puis, dernière étape, en 2007, les chercheurs de Berkeley ont développé l’antenne et la radio à nanotubes de carbone, d’un micromètre de long et de quelques dizaines de nanomètres de large.
Depuis que les nanotubes de carbone ont reçu une grande attention au début des années 90, les scientifiques ont effectué des calculs sur la façon dont ils pourraient être utilisés pour une antenne à nanotubes. Ces calculs sont devenus réalité au début des années 2000, lorsque les scientifiques ont fabriqué des antennes à nanotubes ou des réseaux de nanotubes pouvant servir d’antenne à nanotubes pour la lumière, les micro-ondes et la radio. En modifiant les dimensions des nanotubes ou des réseaux de nanotubes, les chercheurs peuvent fabriquer des antennes qui captent ou transmettent une grande variété de signaux électromagnétiques.
Bien que les nanotubes de carbone n’aient pas encore été introduits en tant qu’éléments actifs dans les appareils électroniques, les antennes à nanotubes pourraient se retrouver dans les téléphones portables et les radios dans un proche avenir. Leur taille extrêmement petite facilite le processus de miniaturisation et leur résistance inhérente les rend résistants aux chocs. À plus long terme, les antennes à nanotubes pourraient être utiles pour envoyer des signaux à des nanobots distribués, peut-être même à des nanobots médicaux errant dans le corps humain.