I nanotubi di carbonio (CNT) hanno un'ampia gamma di applicazioni grazie alle loro proprietà uniche, tra cui l'elevata resistenza meccanica, la conduttività elettrica e la conduttività termica. Quattro applicazioni chiave dei nanotubi di carbonio sono i compositi strutturali, le batterie agli ioni di litio, gli additivi per polimeri e le applicazioni elettroniche.
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Compositi strutturali: I nanotubi di carbonio sono utilizzati nei compositi per materiali strutturali grazie alla loro elevata resistenza meccanica, che è significativamente superiore a quella dell'acciaio o di altre fibre industriali. Questi compositi sono impiegati in vari settori, tra cui quello aerospaziale, automobilistico e della difesa. Ad esempio, le CNT sono utilizzate nella produzione di attrezzature sportive, yacht, giubbotti antiproiettile e parti di automobili. La loro inclusione in questi materiali ne aumenta la durata e la resistenza, rendendoli ideali per le applicazioni ad alta sollecitazione.
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Batterie agli ioni di litio: Nel regno della tecnologia verde, i nanotubi di carbonio svolgono un ruolo cruciale nelle batterie agli ioni di litio. Servono come additivi conduttivi, soprattutto al catodo, migliorando le prestazioni della batteria. L'uso dei CNT nelle batterie agli ioni di litio è particolarmente significativo in quanto supporta la crescente tendenza all'elettrificazione dell'automobile guidata dagli sforzi di decarbonizzazione. I CNT sono anche oggetto di ricerca per l'uso nelle batterie di nuova generazione, come quelle al litio-aria e al litio-zolfo, nonché negli anodi di litio-metallo, dove possono migliorare la conduttività e la durata della batteria.
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Additivi per polimeri: I nanotubi di carbonio possono migliorare in modo significativo le proprietà dei polimeri, sia quando vengono utilizzati in una matrice polimerica a sé stante sia all'interno di compositi polimerici rinforzati con fibre. Migliorano la resistenza interlaminare negli strati compositi e potenziano le capacità di scarica elettrostatica. Le applicazioni includono sistemi di alimentazione e imballaggi elettronici. Con la continua evoluzione delle tecnologie di stoccaggio dell'energia, si prevede che l'uso delle CNT nei polimeri si espanderà, offrendo prestazioni e affidabilità migliori.
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Applicazioni elettroniche: I nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT) sono particolarmente promettenti nelle applicazioni elettroniche grazie alle loro proprietà uniche. Si sta valutando la possibilità di utilizzarli in dispositivi di memoria, sensori e altri componenti elettronici. I SWCNT possono competere con i nanotubi di carbonio a parete multipla (MWCNT) in queste applicazioni, in particolare come additivi per l'accumulo di energia e per gli elastomeri. La loro capacità di condurre l'elettricità rimanendo trasparenti li rende adatti a pellicole conduttive trasparenti, fondamentali nei display e nelle celle solari.
Queste applicazioni evidenziano la versatilità e il potenziale dei nanotubi di carbonio in vari settori, contribuendo al progresso della tecnologia e della sostenibilità.
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