Разработана фундаментальная термодинамическая модель формирования кластеров катализаторов, из которых растут углеродные нанотрубки. Проведено сопоставление этой модели с экспериментом. Получено выражение для функции распределения кластеров по размерам в зависимости от условия их формирования. Показано, что важную роль в образовании кластера играет поверхностное натяжение. Определена величина коэффициента поверхностного натяжения для кластеров железа при 950 °С.