Nanotuburi de carbonsunt lucruri incredibile.Ele pot fi mai puternice decât oțelul, în timp ce sunt mai subțiri decât părul uman.

De asemenea, sunt foarte stabile, ușoare și au proprietăți electrice, termice și mecanice incredibile.Din acest motiv, ele dețin potențialul de dezvoltare a multor materiale viitoare interesante.

Ele pot deține, de asemenea, cheia pentru construirea materialelor și structurilor viitorului, cum ar fi ascensoarele spațiale.

Aici, explorăm ce sunt, cum sunt făcute și ce aplicații tind să aibă.Acesta nu este menit să fie un ghid exhaustiv și este destinat doar să fie folosit ca o prezentare rapidă.

Ce suntnanotuburi de carbonși proprietățile lor?

Nanotuburile de carbon (CNTs pe scurt), după cum sugerează și numele, sunt structuri cilindrice minuscule realizate din carbon.Dar nu orice carbon, CNT-urile constau din foi rulate dintr-un singur strat de molecule de carbon numit grafen.

Ele tind să apară în două forme principale:

1. Nanotuburi de carbon cu un singur perete(SWCNT) - Acestea tind să aibă un diametru mai mic de 1 nm.

2. Nanotuburi de carbon cu pereți multipli(MWCNT) - Acestea constau din mai multe nanotuburi interconectate concentric și tind să aibă diametre care pot ajunge la peste 100 nm.

În ambele cazuri, CNT-urile pot avea lungimi variabile de la câțiva micrometri la centimetri.

Întrucât tuburile sunt construite exclusiv din grafen, ele împărtășesc multe dintre proprietățile sale interesante.CNT-urile, de exemplu, sunt legate cu legături sp2 - acestea sunt extrem de puternice la nivel molecular.

Nanotuburile de carbon au, de asemenea, tendința de a se lega împreună prin forțele van der Waals.Acest lucru le oferă rezistență ridicată și greutate redusă.De asemenea, tind să fie materiale foarte conductoare electric și conductoare termic.

„Pereții individuali CNT pot fi metalici sau semiconductori, în funcție de orientarea rețelei în raport cu axa tubului, ceea ce se numește chiralitate.”

Nanotuburile de carbon au și alte proprietăți termice și mecanice uimitoare care le fac atractive pentru dezvoltarea de noi materiale.

Ce fac nanotuburile de carbon?

După cum am văzut deja, nanotuburile de carbon au unele proprietăți foarte neobișnuite.Din această cauză, CNT-urile au multe aplicații interesante și variate.

De fapt, din 2013, conform Wikipedia prin Science Direct, producția de nanotuburi de carbon a depășit câteva mii de tone pe an.Aceste nanotuburi au multe aplicații, inclusiv utilizarea în:

• Soluții de stocare a energiei
• Modelarea dispozitivelor
• Structuri compozite
• Piese auto, inclusiv potențial în mașinile cu pile de combustibil cu hidrogen
• Corpuri de bărci
• Articole sportive
• Filtre de apă
• Electronică cu peliculă subțire
• Acoperiri
• Actuatoare
• Ecranare electromagnetică
• Textile
• Aplicații biomedicale, inclusiv ingineria tisulară a oaselor și mușchilor, livrarea chimică, biosenzori și multe altele

Ce suntnanotuburi de carbon cu pereți multipli?

După cum am văzut deja, nanotuburile de carbon cu pereți multiplu sunt acele nanotuburi realizate din mai multe nanotuburi interconectate concentric.Au tendința de a avea diametre care pot ajunge la peste 100 nm.

Ele pot ajunge la peste centimetri în lungime și tind să aibă rapoarte de aspect care variază între 10 și 10 milioane.

Nanotuburile cu pereți multipli pot conține între 6 și 25 sau mai mulți pereți concentrici.

MWCNT-urile au unele proprietăți excelente care pot fi exploatate într-un număr mare de aplicații comerciale.Acestea includ :

• Electrice: MWNT-urile sunt foarte conductoare atunci când sunt integrate corespunzător într-o structură compozită.Trebuie remarcat faptul că doar peretele exterior este conducător, pereții interiori nu sunt instrumentali pentru conductivitate.
• Morfologie: MWNT-urile au un raport de aspect ridicat, cu lungimi de obicei mai mari de 100 de ori diametrul și, în anumite cazuri, mult mai mare.Performanța și aplicarea lor se bazează nu doar pe raportul de aspect, ci și pe gradul de încurcare și dreptatea tuburilor, care la rândul său este o funcție atât de gradul, cât și de dimensiunea defectelor din tuburi.
• Fizic: MWNT-urile individuale, fără defecte, au o rezistență excelentă la tracțiune și, atunci când sunt integrate într-un compozit, cum ar fi un termoplastic sau compuși termorigizi, își pot crește semnificativ rezistența.