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.
La loro lunghezza può raggiungere diversi micrometri o centimetri.
5 punti chiave spiegati
1. Struttura derivata dal grafene
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.
2. Vettore chirale (C h)
Il vettore chirale (C h) definisce il modo in cui il foglio di grafene viene arrotolato per formare il nanotubo.
È rappresentato daC h = na 1 + ma 2, dovea 1 ea 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.
3. Angolo chirale (θ)
L'angolo chirale (θ) è l'angolo tra l'asse del tubo e la direzione a zig-zag del reticolo di grafene.
Gli SWCNT zigzaganti hanno un angolo chirale di 0°.
Gli SWCNT armchair hanno un angolo chirale di 30°.
Tutti gli altri SWCNT sono detti chirali con angoli chirali compresi tra 0° e 30°.
4. 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).
5. Tecniche di sintesi
Gli SWCNT sono tipicamente sintetizzati con tecniche come la deposizione chimica da vapore (CVD).
Questa tecnica prevede la decomposizione di un gas contenente carbonio ad alte temperature sulla superficie di un catalizzatore.
I parametri del processo, come la temperatura, la pressione e la portata del gas, influenzano in modo significativo la qualità e la resa degli SWCNT prodotti.
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