I nanotubi di carbonio (CNT) sono strutture cilindriche composte da atomi di carbonio.
Il loro diametro è tipicamente nell'ordine dei nanometri.
La loro lunghezza può variare da micrometri a centimetri.
Queste strutture presentano un'eccezionale resistenza meccanica, superiore a quella dell'acciaio e di altri materiali convenzionali.
La loro elevata resistenza, insieme a proprietà termiche ed elettriche uniche, rende le CNT molto preziose in varie applicazioni.
Queste applicazioni includono materiali strutturali, attrezzature sportive, componenti aerospaziali ed elettronici.
Qual è la struttura e le proprietà dei nanotubi di carbonio? 7 punti chiave da conoscere
1. Formazione dei nanotubi di carbonio
I nanotubi di carbonio si formano arrotolando un singolo strato di grafite, noto come grafene, in un cilindro senza saldature.
La disposizione degli atomi di carbonio in questi tubi è a reticolo esagonale.
Questo schema contribuisce alla loro resistenza e flessibilità.
2. Tipi di nanotubi di carbonio
La struttura di un CNT può essere classificata in due tipi principali: nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT) e nanotubi di carbonio a parete multipla (MWCNT).
Gli SWCNT sono costituiti da un singolo strato di grafene.
Gli MWCNT hanno più strati di grafene concentrati l'uno nell'altro.
3. Proprietà meccaniche
I CNT sono noti per la loro straordinaria resistenza alla trazione e flessibilità.
Possono piegarsi e torcersi senza rompersi, il che li rende ideali come materiali di rinforzo nei compositi.
4. Proprietà termiche
I CNT presentano un'elevata conduttività termica.
Ciò è vantaggioso per le applicazioni che richiedono un'efficiente dissipazione o trasferimento di calore.
5. Proprietà elettriche
A seconda della loro struttura, le CNT possono essere metalliche o semiconduttrici.
Questa sintonia ne consente l'uso in un'ampia gamma di dispositivi elettronici, dai materiali conduttivi ai transistor.
6. Proprietà chimiche
I CNT sono relativamente inerti e stabili.
Possono essere funzionalizzati per migliorare la loro compatibilità con altri materiali o per introdurre funzionalità chimiche specifiche.
7. Applicazioni dei nanotubi di carbonio
Le proprietà uniche dei CNT ne consentono l'utilizzo in numerosi campi.
Materiali strutturali: Utilizzati come agenti di rinforzo nei compositi per migliorare la resistenza e la durata.
Elettronica: Impiegati in semiconduttori, transistor e altri componenti elettronici grazie alle loro proprietà elettriche controllabili.
Immagazzinamento di energia: Incorporati in batterie e supercondensatori per migliorare le prestazioni.
Applicazioni biomediche: Utilizzati nei sistemi di somministrazione di farmaci e come impalcature per l'ingegneria dei tessuti, grazie alla loro biocompatibilità e alle dimensioni in scala nanometrica.
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