Основное свойство УНТ с точки зрения применимости при изготовлении троса космического лифта — их исключительно высокая прочность npit малом весе. Как показывают результаты экспериментов и численного моделирования, модуль Юнга однослойной нанотрубки достигает величин порядка 1-5 ТПа, что на порядок больше, чем у стали. Впрочем, пока в практически исследованных образцах "верёвок" из УНТ получены существенно более низкие значений.


Тем не менее по расчётам американских специалистов, 200 тыс. км ."нанотроса", необходимые для реализации одного из проектов лифта, будут весить всего 1800 кг. Сравните: в России несколько лет назад изготовили трос из очень прочного -макроматериала» — кевлара. При длине 20 км и диаметре 3 мм трос весит 70 кг. По сегодняшним меркам — чудеса лёгкости! Но нетрудно пересчитать: 200 тыс. км такого троса будут весить 700 т. А тут — 1800 кг...
Есть и другие подсчеты, дающие менее ошеломляющий контрасте «обычными» материалами, но и их результаты впечатляют. Вот так и получается: путь к достижению длин порядка 107 (расстояние до геостационарной орбиты — 3.6 х 107 м) начинается с наноразмера, то есть с 10-9.
И опять тот же вопрос: но почему?
Надо отметить, что УНТ не были предсказаны теорией, хотя теперь понятно, что это можно было сделать. Их сначала получили практически, а теперь идёт изучение их свойств. И их беспрецедентная прочность получает интереснейшие объяснения,
Одностенную УНТ можно представить себе как свёрнутую в трубку часть плоскости, составленной шестиугольными ячейками, в вершинах которых находятся атомы углерода. Конечно, в действительности нанотрубки изготавливают совсем по-другому, но для выяснения их свойств удобно пользоваться таким описанием. Поскольку «резать» и -сворачивать» графитовую плоскость можно под разными углами по отношению к ориентации шестиугольников, существует много типов УНТ причём геометрия влияет на механические, электрические и другие свойства трубок. Согласно расчётам, критический уровень деформации одностенных УНТ составляет 5-6%, и это согласуется с имеющимися на сегодня экспериментальными данными. Но есть все основания ожидать, что истинный предел прочности нанотрубок гораздо выше.
В расчётах основное внимание уделялось равновесным (в термодинамическом смысле) характеристикам деформированных нанотрубок. Дефект — в нашем случае топологический дефект структуры УНТ — образуется тогда, когда состояние -с дефектом» становится термодинамически более выгодным, чем бездефектное. Вот из этих соображений и была получена величина 5-6%. при превышении которой в трубке образуются дефекты, и она быстро разрушается.