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

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

Eles também podem ser a chave para a construção de materiais e estruturas do futuro, como elevadores espaciais.

Aqui, exploramos o que são, como são feitos e quais aplicações tendem a ter.Este não pretende ser um guia exaustivo e destina-se apenas a ser usado como uma visão geral rápida.

O que sãonanotubos de carbonoe suas propriedades?

Nanotubos de carbono (CNTs para abreviar), como o nome sugere, são minúsculas estruturas cilíndricas feitas de carbono.Mas não qualquer carbono, os CNTs consistem em folhas enroladas de uma única camada de moléculas de carbono chamadas grafeno.

Eles tendem a vir em duas formas principais:

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

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

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

Como os tubos são construídos exclusivamente de grafeno, eles compartilham muitas de suas propriedades interessantes.Os CNTs, por exemplo, são ligados por ligações sp2 - estas são extremamente fortes no nível molecular.

Os nanotubos de carbono também têm a tendência de se unirem por meio das forças de van der Waals.Isso fornece alta resistência e baixo peso.Eles também tendem a ser materiais altamente condutores de eletricidade e termicamente.

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

Os nanotubos de carbono também possuem 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 causa disso, 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 ultrapassou 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 com célula de combustível de hidrogênio
• cascos de barco
• Artigos esportivos
• Filtros de água
• Eletrônica de película fina
• Revestimentos
• Atuadores
• blindagem eletromagnética
• têxteis
• Aplicações biomédicas, incluindo engenharia de tecidos de ossos e músculos, entrega de produtos químicos, biossensores e muito mais

O que sãonanotubos de carbono de paredes múltiplas?

Como já vimos, os nanotubos de carbono de paredes múltiplas são aqueles nanotubos feitos de vários nanotubos interligados concentricamente.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 que variam entre 10 e 10 milhões.

Os nanotubos de paredes múltiplas podem conter entre 6 e 25 ou mais paredes concêntricas.

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

• Elétrica: MWNTs são altamente condutores quando devidamente integrados em uma estrutura composta.Deve-se notar que a parede externa sozinha é condutora, as paredes internas não são instrumentais para a condutividade.
• Morfologia: os MWNTs têm uma alta proporção de aspecto, com comprimentos tipicamente superiores a 100 vezes o diâmetro e, em certos casos, muito maiores.Seu desempenho e aplicação são baseados não apenas na relação de aspecto, mas também no grau de emaranhamento e retidão dos tubos, que por sua vez é uma função tanto do grau quanto da dimensão dos defeitos nos tubos.
• Físico: MWNTs individuais e sem defeitos têm excelente resistência à tração e, quando integrados a um compósito, como um termoplástico ou compostos termoendurecíveis, podem aumentar significativamente sua resistência.