Cos'è nanotubi di carbonio?

Nanotubi di Carbonio (CNT)

I nanotubi di carbonio (CNT) sono allotropi del carbonio con una struttura cilindrica nanometrica. Possono essere immaginati come fogli di grafene arrotolati in un cilindro. Grazie alle loro eccezionali proprietà meccaniche, elettriche, termiche e ottiche, i CNT trovano applicazioni in una vasta gamma di campi.

Struttura e Tipi

I nanotubi di carbonio si dividono principalmente in due tipi:

• Nanotubi a parete singola (SWCNT): Costituiti da un singolo strato di grafene arrotolato. Le loro proprietà dipendono fortemente dalla chiralità, che determina se il nanotubo è metallico o semiconduttore. Puoi trovare maggiori informazioni sulla chiralità.

• Nanotubi a parete multipla (MWCNT): Costituiti da più strati concentrici di grafene. La loro struttura è più complessa rispetto agli SWCNT, e le loro proprietà sono generalmente meno dipendenti dalla chiralità.

Proprietà

• Proprietà Meccaniche: I CNT presentano un'elevatissima resistenza alla trazione e un elevato modulo di Young, rendendoli tra i materiali più resistenti conosciuti. Maggiori dettagli sulla resistenza%20alla%20trazione.

• Proprietà Elettriche: A seconda della chiralità, gli SWCNT possono essere metallici o semiconduttori. Possono trasportare corrente elettrica con elevata efficienza. Approfondisci le proprietà%20elettriche.

• Proprietà Termiche: I CNT hanno un'elevata conduttività termica lungo l'asse del tubo, rendendoli ideali per applicazioni di gestione termica. Ulteriori informazioni sulla conduttività%20termica.

Metodi di Sintesi

Esistono diversi metodi per la sintesi dei nanotubi di carbonio, tra cui:

• Scarica ad Arco: Un metodo che utilizza un arco elettrico tra due elettrodi di grafite in un'atmosfera inerte.

• Ablazione Laser: Un metodo che utilizza un laser ad alta potenza per vaporizzare un bersaglio di grafite.

• Deposizione Chimica da Vapore (CVD): Un metodo che utilizza un gas contenente carbonio che viene decomposto su un substrato catalitico ad alta temperatura. La deposizione%20chimica%20da%20vapore è uno dei metodi più diffusi.

Applicazioni

I nanotubi di carbonio trovano applicazioni in una vasta gamma di campi, tra cui:

• Elettronica: Transistor, sensori, celle solari.

• Materiali Compositi: Aumento della resistenza e della leggerezza dei materiali. Informazioni sui materiali%20compositi.

• Medicina: Rilascio di farmaci, imaging, biosensori.

• Energia: Batterie, celle a combustibile.

Sfide e Sicurezza

Nonostante le loro promettenti proprietà, l'uso diffuso dei CNT è ostacolato da alcune sfide, tra cui i costi di produzione, la difficoltà di controllare la chiralità e la dispersione. Inoltre, sono in corso studi sulla sicurezza%20CNT a causa di potenziali effetti sulla salute, simili a quelli dell'amianto, quando inalati.