فولرين‌ها، اغلب به ساختارهاي کروي که از جنس کربن هستند اطلاق مي‌شود. ولي امروزه از عناصر ديگر نظير نيتروژن نيز در ساختار آنها استفاده شده است ،آزا فولرين (C₄₈N₁₂) و فولرين‌هاي معدني نمونه‌اي از آنها هستند.

کاربردهاي فولرينها عبارتنداز: روان‌کننده‌هاي جامد روغن موتورهاي بسيار کاراتر ارسال هدفمند داروها درمان ايدز و سرطان با فولرين‌هاي حساس به نور لاستيکهاي سبکتر، مقاومتر و الاستيک‌تر جلوگيري از رشد باکتريها ديودهاي نور افشان آلي با طول عمر و عملکرد بالا ( نمايشگرهاي OLED)

انواع فولرين‌ها، (c – C70(b – C60(a  فولرين درون‌وجهي C82 داراي عنصر لانتانيوم

انواع فولرين ها : فولرين‌هاي کربني فولرين‌هاي درون وجهي فولرين‌هاي چند‌لايه فولرين‌هاي غيرکربني فولرين‌هاي کربني فولرين‌هاي کربني، آلوتروپي از کربن(نظير الماس و گرافيت )هستند اين ترکيبات از کربن ساخته شده اند و فرمهاي کروي، بيضوي به خود مي گيرند به شکل کروي باکي‌بال مي گويند. در اوريل 2003 اين نوع فولرين‌ها در زمينه دارويي مورد مطالعه قرار گرفتند (در خصوص آنتي بيوتيکهايي که براي مقابله با باکتريهاي مقاوم و حتي سلولهاي سرطاني مصرف مي شود). فولرين‌ها فعاليت شيميايي زيادي نداشته و در چندين حلال نظير تولوئن و کربن دي سولفيد حل مي شوند. فولرين‌هاي درون وجهي فولرين‌هاي درون وجهي اتم‌هاي مختلف را داخل خود محصور مي‌كنند، نانوساختارهاي حاصله براي رديابي عناصر و فرايندهاي بيولوژيکي بکار مي‌روند. فولرين درون وجهي فولرين‌هاي چند‌لايه فولرين‌هاي چند‌لايه شامل چندين فولرين هستند که در داخل يکديگر قرار دارند. به همين دليل به اين ساختار نانوپياز نيز گفته مي‌شود. فولرين‌هاي غيرکربني در فولرين‌هاي غيرکربني، عناصر ديگر ساختاري مشابه فولرين‌هارا بوجود مي‌آورند، ساختار شيميايي اين فولرين‌ها اغلب اکسيد فلزي مي‌باشد، اکسيد واناديوم يک نمونه از‌ آنهاست. نمايش انواع واکنش‌ها رويC60

نانوسيم، يک نانوساختار دو بعدي است و چون دراين ابعاد اثرات کوانتمي مهم هستند اين سيم‌ها، سيم‌هاي كوانتومي نيز ناميده مي‌شوند نانوسيم‌ها براي ساختن‌ مدارات الكتريكي در اندازه‌هاي كوچك استفاده مي‌شوند.

1. روش‌هاي ساخت

2. كاربرد

3. انواع نانوسيم‌ها

روش‌هاي ساخت:
روش‌هاي عمده که براي ساخت نانوسيم‌ها وجود دارد عبارت است از:

1. با ليتوگرافي يا چاپ روي يک سطح (ليتوگرافي نرم).

2. با فرآيند رشد شيميايي در يک محيط گازي يا مايع: استفاده از نانوذرات به عنوان کاتاليست اين فرآيند رشد شيميايي را فوق‌العاده بهبود مي‌دهد. در نوعي از اين فرآيند از ذرات کاتاليست متصل به سطح براي رشد نانوسيم‌هاي داراي يک سر متصل به سطح استفاده مي‌شود (اين نانوسيم‌ها لااقل در ابتدا بر سطح عمود هستند).

   

   تصويرAFMنانوسيم LiMo₃Se₃ با مد تماسي X,Y

3. با خودآرايي براي رشد مستقيم يک نانوسيم‌روي يک سطح (موازي با سطح): اين راهکار آرايه‌هايي از نانوسيم‌ها را مستقيماً بر روي سطح شکل مي‌دهد، که فقط چند نانومتر قطر داشته و ده نانومتر يا کمتر با هم فاصله دارند. با اين حال براي ساخت تماس‌هاي الکتريکي براي اين سيم‌ها به راهکارهاي ديگري نيازمنديم.

4. نانوسيم‌ها با حكاكي شيميايي سيم‌هاي بزرگتر و يا با بمباران يك سيم بزرگتر توسط ذرات پرانرژي ديگر (اتم يا مولكول) نيز توليد مي شوند

5. روش ديگر توليد نانوسيم‌ها برجسته‌كردن سطح يك فلز نزديك به نقطه ذوب با استفاده از نوك پروب STM و منقبض كردن آنها است.

6. براي سنتز نانوسيم روش سنتز بخار مايع جامد (VLS) نيز کاربرد دارد، در اين روش از ذرات تجزيه شده توسط ليزر و يا از محصولات گازي استفاده مي‌كنيم.

كاربرد:
نانوسيم‌ها از فلزات، نيمه‌هادي‌هاي مرسوم همچون سيليکون و گاليم وانواع پليمرها ساخته شده‌اند.
کار روي نانوسيم‌ها هنوز تا حد زيادي در مرحله تحقيق قرار دارد. مشکل اتصالات هنوز بر سر راه کساني است که قصد ساخت قطعات پيچيده تجاري از نانوسيم‌ها را دارند، اما اين ساختارها نسبت به نانولو‌له‌ها از نظر قابليت توليد انبوه حاصل از راهکار خودآرايي رجحان دارند. اگر بتوان ساختارهاي مفيدي را به صورت خودآرايي ايجاد نمود، با موانع توليد تجاري ساختارهاي کارا، که افراد اميدوار به تجاري‌سازي الکترونيک نانولو‌له‌اي با آن مواجهند، روبرو نخواهيم شد. به نظر مي‌رسد نانوسيم‌ها مي‌توانند كه كامپيوترها و ساير دستگاهاي محاسبه‌‌گر كاربر داشته باشند. در راستاي دستيابي به قطعات الکترونيکي نانومقياس پيچيده، براي اتصال‌دهي آنها به سيم‌هاي نانومقياس نياز داريم. علاوه بر اين خود نانوسيم‌ها نيز مي‌توانند مبناي اجزاي الکترونيکي همچون حافظه باشند.
علاوه بر مواد فلزي و نيمه رسانا، ساخت نانوسيم از مواد آلي نيز تحت بررسي مي‌باشد. اخيراً ماده‌اي موسوم به اليگوفنيلين وينيلين موجب اميدواري شده است.
هنگام استفاده از نانوسيم‌ها، بايد توجه داشت که مقايسه آن با سيم‌کشي بزرگ‌مقياس گمراه کننده ‌باشد. برخي نانوسيم‌ها يک رفتار رسانايي کاملاً غيرکلاسيک را نشان مي‌دهند. اين نانوسيم‌ها شامل نانولو‌له‌هاي کربني فلزي (رسانا) و برخي از نانوسيم‌هاي نيمه‌رسانا مي‌شوند که توسط گروه چارلز ليبر در هاروارد توسعه يافته‌اند. آنها رساناهاي پرتابه‌اي ناميده مي‌شوند (چون الکترونهاي گذرنده از سيم بسيار شبيه گلو‌له پرتاب شده در لو‌له تفنگ‌اند). اولين مشخصه يک رساناي پرتابه‌اي ثابت بودن مقاومت آن نسبت به طول است، که با رسانايي عادي در الکترونيک روزمره‌ ما- که مقاومت متناسب با طول افزايش مي‌يابد- متفاوت است.

انواع نانوسيم‌ها

انواع نانوسيم‌ها عبارتند از:

• نانوسيم‌هاي فلزي
  اين نانو ساختارها به خاطر خواصي كه دارند نويدبخش كارايي زياد در قطعات الكترونيكي مي‌باشند.

• نانو سيم‌هاي آلي
  نانو سيم‌هاي آلي همانطور که از نامشان پيداست از ترکيبات آلي بدست مي‌آيند ويژگي اين سيم‌ها نظير رسانايي، مقاومت و هدايت گرمايي به ساختار مونومر و طرز آرايش آن بستگي دارد.

• نانوسيم‌هاي نيمه‌هادي
  نانوسيم‌هاي نيمه‌هادي از روش‌هاي ذکر شده در بخش نانوسيم‌ها تهيه مي‌شوند. ساختار شيميايي اين تركيبات باعث بوجود آوردن خواص جالب توجه‌اي مي‌گردد.

نانوذرات رايج‌ترين عناصر در علم و فناوري نانو بوده و خواص جالب‌توجه آنها باعث گرديده است کاربردهاي بسيار متنوعي در صنايع شيميايي، پزشکي و دارويي ، الکترونيک و کشاورزي داشته باشند. با توجه به ترکيب شيميايي، اين ذرات به انواع فلزي، سراميکي، پليمري و نيمه‌هادي تقسيم مي‌شوند.
سنتز شيميايي و فرآيندهاي حالت جامد نظير آسياب كردن و چگالش بخار روش‌هاي معمول براي ساخت نانوذرات هستند. کنترل فرايند توليد براي رسيدن بهنانوذرات با خواص مناسب امري بديهي است، در همين راستا تعيين مشخصات نانوذرات با روش‌هاي آناليز ميکروسکوپي، ساختاري و تعيين اندازه وسطح و... بررسي مي‌شود.

نانولوله‌ هاي كربني‌ كه از صفحات كربن به ضخامت يك اتم و به شكل استوانه‌اي توخالي ساخته شده است در سال 1991 توسط ساميو ايجيما (از شركت NEC ژاپن) كشف شد. خواص ويژه و منحصر به فرد آن ازجمله مدول يانگ بالا و استحكام كششي خوب از يك طرف و طبيعت كربني بودن نانولوله‌ها (به خاطر اين كه كربن ماده‌اي است كم وزن، بسيار پايدار و ساده جهت انجام فرايندها كه نسبت به فلزات براي توليد ارزان‌تر مي‌باشد) باعث شده که در دهه گذشته شاهد تحقيقات مهمي در كارايي و پرباري روش‌هاي رشد نانولوله‌ها باشيم. كارهاي نظري و عملي زيادي نيز بر روي ساختار اتمي و ساختارهاي الكتروني نانولوله متمركز شده است. كوشش‌هاي گسترده‌اي نيز براي رسيدگي به خواص مكانيكي شامل مدول يانگ و استحكام كششي و ساز وکار عيوب و اثر تغيير شكل نانولوله‌ها بر خواص الكتريكي صورت گرفته است.مي توان گفت اين علاقه ويژه به نانولوله‌ها از ساختار و ويژگي‌هاي بي‌نظير آن ها سرچشمه مي‌گيرد.

در حقيقت کاربرد فناوري نانو از کاربرد عناصر پايه نشأت مي‌گيرد. هر کدام از اين عناصر پايه، ويژگي‌هاي خاصي دارند که استفاده از آنها در زمينه‌هاي مختلف، موجب ايجاد خواص جالبي مي‌گردد. مثلاً از جمله کاربردهاي نانوذرات مي‌توان به دارورساني هدفمند و ساده، بانداژهاي بي‌نياز از تجديد، شناسايي زود هنگام و بي‌ضرر سلول‌هاي سرطاني، و تجزيه آلاينده‌هاي محيط زيست اشاره کرد. همچنين نانولوله‌هاي کربني داراي کاربردهاي متنوعي مي‌باشند که موارد زير را مي‌توان ذکر کرد:
   • تصوير برداري زيستي دقيق
   • حسگرهاي شيميايي و زيستي قابل اطمينان و داراي عمر طولاني
   • شناسايي و جداسازي كاملاً اختصاصي DNA
   • ژن‌درماني كه از طريق انتقال ژن به درون سلول توسط نانولوله‌ها صورت مي‌پذيرد.
   • از بين بردن باكتري‌ها