I nanotubi di carbonio non sono molto utilizzati per diversi motivi.
5 motivi chiave spiegati
1. Proprietà meccaniche su scala macroscopica
Su scala macroscopica, i nanotubi di carbonio spesso non mostrano le loro fantastiche proprietà meccaniche.
Si comportano invece come fibre fragili e morbide, simili a quelle di grafite.
Questo li rende facilmente tagliabili da materiali più duri come l'acciaio.
2. Confronto dell'impatto ambientale
Quando si considera la natura ecologica di un materiale, è importante confrontarlo con materiali alternativi.
I nanotubi di carbonio, come additivo conduttivo al carbonio, possono essere confrontati con il nerofumo e il grafene.
Il nero di carbonio ha in genere emissioni di CO2 più elevate e requisiti di carico più elevati nei compositi rispetto ai nanotubi di carbonio e al grafene.
Uno studio condotto da Michelin nel 2020 ha dimostrato che i pneumatici rinforzati con nanotubi di carbonio presentano un rilascio di nanoparticelle inferiore rispetto ad altri nanocarburi.
Tuttavia, anche i metodi di produzione del grafene presentano problemi, come l'inefficienza energetica, l'elevato fabbisogno di acqua e l'uso di sostanze chimiche aggressive.
3. Applicazioni potenziali nelle tecnologie verdi
Anche se i nanotubi di carbonio non sono ancora molto diffusi, hanno il potenziale per consentire diverse tecnologie verdi.
Possono essere utilizzati in applicazioni come il cemento, le pellicole, l'elettronica e soprattutto nelle batterie agli ioni di litio.
I nanotubi di carbonio svolgono un ruolo fondamentale come additivi conduttivi nelle batterie agli ioni di litio, in particolare al catodo come parte della pasta conduttiva.
Sono stati studiati per il loro potenziale nelle batterie di nuova generazione, come quelle al litio-aria o al litio-zolfo, nonché negli anodi di litio-metallo.
4. Valutazione del ciclo di vita
Per stabilire se i nanotubi di carbonio possono essere considerati un materiale verde, è necessario considerare tutti gli aspetti del loro ciclo di vita, dalle materie prime ai processi di produzione fino all'utilizzo finale.
Occorre anche fare un confronto con altri additivi conduttivi al carbonio.
È importante garantire che le prestazioni, il prezzo e altri parametri dei nanotubi di carbonio siano paragonabili ai metodi di produzione tradizionali.
5. Limitazioni attuali e potenziale futuro
In conclusione, i nanotubi di carbonio non sono molto utilizzati a causa del loro comportamento di fibre fragili e morbide su scala macroscopica.
Tuttavia, hanno il potenziale per abilitare le tecnologie verdi, in particolare nelle batterie agli ioni di litio.
La natura verde dei nanotubi di carbonio dipende dal loro ciclo di vita e dal confronto con materiali alternativi.
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