Nanotubos de carbonosão coisas incríveis. Eles podem ser mais fortes que o aço enquanto são mais finos que um cabelo humano.

Eles também são altamente estáveis, leves e têm propriedades elétricas, térmicas e mecânicas incríveis. Por esse motivo, eles têm o potencial de desenvolvimento de muitos materiais futuros interessantes.

Eles também podem manter a chave para construir os materiais e estruturas do futuro, como elevadores espaciais.

Aqui, exploramos o que são, como são feitos e quais aplicativos eles tendem a ter. Este não deve ser um guia exaustivo e deve ser usado apenas como uma visão geral rápida.

O que sãonanotubos de carbonoe suas propriedades?

Nanotubos de carbono (CNTs para curta), como o nome sugere, são estruturas cilíndricas minúsculas feitas de carbono. Mas não apenas qualquer carbono, as CNT consistem em folhas enroladas de uma única camada de moléculas de carbono chamada grafeno.

Eles tendem a vir de duas formas principais:

1. Nanotubos de carbono de parede única(SWCNTs) - Eles tendem a ter um diâmetro inferior a 1 nm.

2. Nanotubos de carbono com várias paredes(MWCNTs) - Estes consistem em vários nanotubos concentricamente interligados e tendem a ter diâmetros que podem atingir mais de 100 nm.

Em ambos os casos, os CNTs podem ter comprimentos variáveis ​​entre vários micrômetros a centímetros.

Como os tubos são construídos exclusivamente a partir de grafeno, eles compartilham muitas de suas propriedades interessantes. Os CNTs, por exemplo, estão ligados às ligações SP2 - elas são extremamente fortes no nível molecular.

Os nanotubos de carbono também tendem a se unir através das forças de van der Waals. Isso fornece a eles alta resistência e baixo peso. Eles também tendem a ser materiais altamente eletricamente condutores e termicamente condutores.

"As paredes CNT individuais podem ser metálicas ou semicondutores, dependendo da orientação da treliça em relação ao eixo do tubo, que é chamado de quiralidade."

Os nanotubos de carbono também têm outras propriedades térmicas e mecânicas incríveis que os tornam atraentes para o desenvolvimento de novos materiais.

O que os nanotubos de carbono fazem?

Como já vimos, os nanotubos de carbono têm algumas propriedades muito incomuns. Por esse motivo, os CNTs têm muitas aplicações interessantes e variadas.

De fato, a partir de 2013, de acordo com a Wikipedia via Science Direct, a produção de nanotubos de carbono excedeu vários milhares de toneladas por ano. Esses nanotubos têm muitas aplicações, incluindo o uso em:

• Soluções de armazenamento de energia
• Modelagem de dispositivos
• Estruturas compostas
• Peças automotivas, incluindo potencialmente em carros de células a combustíveis de hidrogênio
• Cascos de barco
• Artigos esportivos
• Filtros de água
• Eletrônica de filme fino
• Revestimentos
• Atuadores
• Blindagem eletromagnética
• Têxteis
• Aplicações biomédicas, incluindo engenharia de tecidos de osso e músculo, entrega química, biossensores e muito mais

O que sãonanotubos de carbono com várias paredes?

Como já vimos, os nanotubos de carbono com paredes múltiplas são aqueles nanotubos fabricados a partir de vários nanotubos concentricamente interligados. Eles tendem a ter diâmetros que podem atingir mais de 100 nm.

Eles podem atingir mais de centímetros de comprimento e tendem a ter proporções de aspecto que variam entre 10 e 10 milhões.

Os nanotubos com várias paredes podem conter entre 6 e 25 paredes concêntricas.

Os MWCNTs têm excelentes propriedades que podem ser exploradas em um grande número de aplicações comerciais. Estes incluem:

• Elétrica: os MWNTs são altamente condutores quando devidamente integrados em uma estrutura composta. Deve -se notar que apenas a parede externa está conduzindo, as paredes internas não são instrumentais à condutividade.
• Morfologia: os MWNTs têm uma alta proporção, com comprimentos tipicamente mais de 100 vezes o diâmetro e, em certos casos, muito mais altos. Seu desempenho e aplicação são baseados não apenas na proporção de aspecto, mas também no grau de emaranhamento e na reta dos tubos, que por sua vez é uma função do grau e da dimensão dos defeitos nos tubos.
• Físico: Os MWNTs, sem defeitos, individuais, têm excelente resistência à tração e, quando integrados a um composto, como compostos termoplásticos ou termofônicos, podem aumentar significativamente sua força.