Nanotubs de carbonisón coses increïbles. Poden ser més forts que l’acer mentre són més prims que un cabell humà.

També són molt estables, lleugeres i tenen propietats elèctriques, tèrmiques i mecàniques increïbles. Per aquest motiu, tenen el potencial per al desenvolupament de molts materials futurs interessants.

També poden tenir la clau per construir els materials i estructures del futur, com ara els ascensors espacials.

Aquí, explorem què són, com es fan i quines aplicacions solen tenir. No es pretén que sigui una guia exhaustiva i només es pretén utilitzar com a visió general ràpida.

Què sónNanotubs de carboniI les seves propietats?

Els nanotubs de carboni (CNTs per a curt), com el seu nom indica, són estructures cilíndriques minúscules fetes a partir de carboni. Però no només qualsevol carboni, la CNT consisteix en fulls enrotllats d’una sola capa de molècules de carboni anomenades grafè.

Acostumen a venir en dues formes principals:

1. Nanotubs de carboni de paret individual(SWCNTS): solen tenir un diàmetre inferior a 1 nm.

2. Nanotubs de carboni multiparent(MWCNTs): consisteixen en diversos nanotubs intermedinats concentrats i solen tenir diàmetres que poden arribar a superar els 100 nm.

En qualsevol dels dos casos, les CNT poden tenir longituds variables entre diversos micròmetres a centímetres.

Com que els tubs es construeixen exclusivament a partir del grafè, comparteixen moltes de les seves propietats interessants. Les CNTs, per exemple, estan unides amb enllaços SP2: aquests són extremadament forts a nivell molecular.

Els nanotubs de carboni també tenen la tendència a reunir -se a través de les forces de van der Waals. Això els proporciona una gran resistència i un baix pes. També solen ser materials altament conductors elèctricament i termalment conductors.

"Les parets CNT individuals poden ser metàl·liques o semiconductors en funció de l'orientació de la gelosia respecte a l'eix del tub, que s'anomena quiralitat."

Els nanotubs de carboni també tenen altres propietats tèrmiques i mecàniques sorprenents que els fan atractius per desenvolupar nous materials.

Què fan els nanotubs de carboni?

Com ja hem vist, els nanotubs de carboni tenen unes propietats molt inusuals. Per això, les CNT tenen moltes aplicacions interessants i variades.

De fet, a partir del 2013, segons Wikipedia mitjançant Science Direct, la producció de nanotubs de carboni va superar diversos milers de tones a l'any. Aquests nanotubs tenen moltes aplicacions, inclòs l'ús a:

• Solucions d’emmagatzematge d’energia
• Modelització de dispositius
• Estructures compostes
• Parts automobilístiques, incloses potencialment en els cotxes de pila de combustible d’hidrogen
• Caixes de vaixell
• Productes esportius
• Filtres d'aigua
• Electrònica de pel·lícula fina
• Recobriments
• Actuadors
• Blindatge electromagnètic
• Tèxtil
• Aplicacions biomèdiques, incloent enginyeria de teixits d’os i músculs, lliurament químic, biosensors i molt més

Què sónNanotubs de carboni multiparent?

Com ja hem vist, els nanotubs de carboni multi -parets són aquells nanotubs elaborats a partir de diversos nanotubs concentrats. Acostumen a tenir diàmetres que poden arribar a superar els 100 nm.

Poden assolir més de centímetres de longitud i solen tenir relacions d’aspecte que varien entre 10 i 10 milions.

Els nanotubs multiparats poden contenir entre 6 i 25 o més parets concèntriques.

Els MWCNT tenen algunes propietats excel·lents que es poden explotar en un gran nombre d’aplicacions comercials. Aquests inclouen:

• Elèctric: els MWNT són altament conductors quan s’integren correctament en una estructura composta. Cal destacar que la paret exterior només funciona, les parets interiors no són fonamentals per a la conductivitat.
• Morfologia: els MWNTs tenen una proporció d’aspecte elevada, amb longituds normalment més de 100 vegades el diàmetre i, en determinats casos, molt més alts. El seu rendiment i aplicació es basen no només en la relació d’aspecte, sinó també en el grau d’enredament i la rectitud dels tubs, que al seu torn és una funció tant del grau com del dimensió dels defectes dels tubs.
• Físic: MWNTs, sense defectes, tenen una excel·lent resistència a la tracció i quan s’integren en un compost, com ara compostos termoplàstics o termoset, pot augmentar significativament la seva força.