Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι μικροσκοπικοί κυλινδρικοί σωλήνες άνθρακα των οποίων η δομή μοιάζει με ένα μικροσκοπικό μήκος γραφίτη (μονομοριακό στρώμα άνθρακα) που τυλίγεται οριζόντια και σφραγίζεται χωρίς ραφή. Οι νανοσωλήνες είναι πολύ ισχυρότεροι ως προς τις ιδιότητές τους σε όγκο από τον γραφίτη, και μπορούν να είναι 100 φορές ισχυρότεροι από τον χάλυβα και δέκα φορές ελαφρύτεροι. Οι χημικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων σε έναν νανοσωλήνα είναι παρόμοιοι με τους δεσμούς του γραφίτη, οι οποίοι είναι οι ισχυρότεροι στη φύση. Έχουν μια ποικιλία από ενδιαφέρουσες ιδιότητες — εξαιρετικούς μεταφορείς ηλεκτρονίων, αποτελεσματικούς αγωγούς θερμότητας και εξαιρετική αντοχή και ευελιξία.
Μία από τις πολλές πιθανές εφαρμογές για νανοσωλήνες που ερευνάται είναι η δυνατότητα μιας κεραίας νανοσωλήνων. Η κεραία είναι ένα αντικείμενο που μπορεί να συλλάβει ηλεκτρομαγνητικά κύματα και να τα μετατρέψει σε ηλεκτρικά σήματα ή το αντίστροφο. Η κεραία είναι το πιο κρίσιμο μέρος οποιασδήποτε ασύρματης συσκευής μετάδοσης ή λήψης — χωρίς μία, δεν μπορεί να λειτουργήσει.
Μπορούμε να δούμε πρόοδο στην ανάπτυξη κεραιών κοιτάζοντας το κατά προσέγγιση μέγεθος του μικρότερου ραδιοφώνου. Το 1931, κοντά στην αυγή της εποχής του ραδιοφώνου, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν ραδιόφωνα με σωλήνα κενού. Αυτά ταιριάζουν σε ένα γραφείο ή τραπέζι. Το 1954, οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν ραδιόφωνα τρανζίστορ, τα οποία μπορούσαν να κρατηθούν στην παλάμη του χεριού σας. Για πολλές δεκαετίες, αυτό ήταν περίπου τόσο μικρό όσο τα ραδιόφωνα. Το 2002, έγινε ένα πειραματικό βήμα προς τα εμπρός με την κατασκευή αισθητήρων «έξυπνης σκόνης» λήψης ραδιοφώνου. Αυτά είχαν πλάτος μερικά χιλιοστά. Στη συνέχεια, το τελευταίο βήμα, το 2007, οι ερευνητές του Μπέρκλεϋ ανέπτυξαν την κεραία και το ραδιόφωνο νανοσωλήνων άνθρακα, μήκους μόλις ενός μικρομέτρου και πλάτους μερικές δεκάδες νανόμετρα.
Από τότε που δόθηκε για πρώτη φορά μεγάλη προσοχή στους νανοσωλήνες άνθρακα στις αρχές της δεκαετίας του ’90, οι επιστήμονες έκαναν υπολογισμούς για το πώς θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για μια κεραία νανοσωλήνων. Αυτοί οι υπολογισμοί έγιναν πραγματικότητα στις αρχές της δεκαετίας του 2000, όταν οι επιστήμονες κατασκεύασαν κεραίες νανοσωλήνων ή συστοιχίες νανοσωλήνων που θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως κεραία νανοσωλήνων για το φως, τα μικροκύματα και το ραδιόφωνο. Μεταβάλλοντας τις διαστάσεις των συστοιχιών νανοσωλήνων ή νανοσωλήνων, οι ερευνητές μπορούν να κατασκευάσουν κεραίες που συλλαμβάνουν ή μεταδίδουν μια μεγάλη ποικιλία ηλεκτρομαγνητικών σημάτων.
Αν και οι νανοσωλήνες άνθρακα δεν έχουν ακόμη εισαχθεί ως ενεργά στοιχεία σε καμία ηλεκτρονική συσκευή, οι κεραίες νανοσωλήνων θα μπορούσαν να βρουν το δρόμο τους σε κινητά τηλέφωνα και ραδιόφωνα στο εγγύς μέλλον. Το εξαιρετικά μικροσκοπικό τους μέγεθος βοηθά στη διαδικασία σμίκρυνσης και η εγγενής δύναμή τους τα κάνει ανθεκτικά σε ζημιές από κραδασμούς. Μακροπρόθεσμα, οι κεραίες νανοσωλήνων μπορεί να είναι χρήσιμες για την παροχή σημάτων σε κατανεμημένα νανορομπότ, ίσως ακόμη και σε ιατρικά νανορομπότ που περιφέρονται στο ανθρώπινο σώμα.