I nanotubi di carbonio (CNT) hanno un'ampia gamma di applicazioni in vari settori, soprattutto grazie alle loro eccezionali proprietà meccaniche, termiche ed elettriche.
7 usi chiave spiegati
1. Batterie agli ioni di litio
I CNT sono fondamentali per lo sviluppo delle batterie agli ioni di litio.
Queste batterie sono essenziali per l'elettrificazione dei veicoli e per il più ampio passaggio alla decarbonizzazione.
Servono come additivi conduttori nella pasta conduttrice del catodo, migliorando le prestazioni della batteria.
I CNT, in particolare i nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT), sono in fase di studio anche per l'utilizzo nelle batterie di nuova generazione, come quelle al litio-aria e al litio-zolfo, nonché negli anodi di litio-metallo.
Questa applicazione rappresenta un mercato di punta per i CNT nella tecnologia verde, che riflette la crescente domanda di soluzioni efficienti e sostenibili per l'accumulo di energia.
2. I compositi
Le CNT sono ampiamente utilizzate nei materiali compositi.
Questi includono polimeri conduttivi, compositi polimerici rinforzati con fibre, calcestruzzo e asfalto, compositi metallici e pneumatici.
Questi materiali beneficiano dell'elevata resistenza meccanica e della conduttività delle CNT, rendendoli più durevoli ed efficienti.
Ad esempio, il calcestruzzo e l'asfalto rinforzati con CNT possono migliorare l'integrità strutturale e la longevità delle infrastrutture.
I pneumatici rinforzati con CNT possono offrire migliori prestazioni e caratteristiche di sicurezza.
3. Pellicole conduttive trasparenti
I CNT sono utilizzati nella produzione di pellicole conduttive trasparenti.
Queste pellicole sono componenti essenziali di vari dispositivi elettronici come touch screen, pannelli solari e diodi organici a emissione di luce (OLED).
L'incorporazione dei CNT in queste pellicole ne aumenta la conduttività, mantenendo al contempo la trasparenza, che è fondamentale per la funzionalità e l'efficienza di questi dispositivi.
4. Materiali per l'interfaccia termica
Nell'industria elettronica, le CNT sono utilizzate nei materiali di interfaccia termica per migliorare la dissipazione del calore nei componenti elettronici.
Questa applicazione è fondamentale per mantenere le prestazioni e la durata dei dispositivi elettronici, soprattutto nelle applicazioni ad alta potenza, dove la gestione del calore rappresenta una sfida significativa.
5. Sensori
Le CNT sono impiegate anche nella tecnologia dei sensori, sfruttando la loro sensibilità ai cambiamenti dell'ambiente circostante.
Questi sensori possono rilevare una varietà di sostanze e condizioni, rendendoli preziosi in numerose applicazioni, dal monitoraggio ambientale alla diagnostica medica.
6. Mercato e tecnologia
Il mercato globale dei nanotubi di carbonio è consistente e in crescita.
Si prevede che entro il 2030 avrà un valore di circa 105 miliardi di dollari.
La tecnologia alla base della produzione e dell'integrazione dei CNT è in continua evoluzione, con progressi in metodi come la deposizione di vapore chimico potenziata al plasma (PECVD) e miglioramenti nella post-elaborazione e nella dispersione dei CNT.
Questi sviluppi sono fondamentali per sfruttare appieno il potenziale delle CNT ed espanderne le applicazioni in vari settori.
7. Tecnologie verdi
Il potenziale delle CNT nelle tecnologie verdi è significativo.
Questo è particolarmente vero nei settori guidati dalla sostenibilità e dalla decarbonizzazione.
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