I nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT) sono un tipo di nanotubo di carbonio che consiste in un singolo strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale arrotolato in un cilindro senza soluzione di continuità. Il diametro dei SWCNT varia tipicamente da circa 0,7 a 2 nanometri, mentre la loro lunghezza può raggiungere diversi micrometri o centimetri.
Struttura dei SWCNT:La struttura degli SWCNT deriva dal grafene, un singolo strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo bidimensionale a nido d'ape. Per formare un SWCNT, questo foglio di grafene viene arrotolato in un tubo, con i bordi del foglio che si incontrano per formare le estremità del tubo. Il modo in cui il foglio di grafene viene arrotolato determina il tipo di SWCNT, che a sua volta influisce sulle sue proprietà elettroniche. Questo processo di laminazione può essere descritto da due parametri: il vettore chirale (Ch) e l'angolo chirale (θ
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).Vettore chirale (Ch): Questo vettore definisce il modo in cui il foglio di grafene viene arrotolato per formare il nanotubo. È rappresentato daCh = na1 + ma2, dovea1 ea
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2 sono i vettori unità del reticolo di grafene e n e m sono numeri interi. La coppia (n, m) definisce in modo univoco uno specifico SWCNT.Angolo chirale (θ):
È l'angolo tra l'asse del tubo e la direzione a zigzag del reticolo di grafene. Gli SWCNT zigzaganti hanno un angolo chirale di 0°, gli SWCNT armchair hanno un angolo chirale di 30° e tutti gli altri SWCNT sono detti chirali con angoli chirali compresi tra 0° e 30°.Proprietà e applicazioni:
La struttura unica dei SWCNT conferisce loro proprietà eccezionali, tra cui un'elevata resistenza alla trazione, un'eccellente conduttività elettrica e un'alta conduttività termica. Queste proprietà rendono le SWCNT adatte a una varietà di applicazioni, come nell'elettronica (transistor, sensori), nei compositi (rinforzo dei materiali) e nell'immagazzinamento di energia (batterie e supercondensatori).
Sintesi:
