Nanotubos de carbono são estruturas tubulares sem costura ocas coaxiais formadas pela ondulação de folhas de grafeno de camada única ou multicamadas ao redor do centro em um determinado ângulo. A parede do tubo é composta principalmente de grades hexagonais de átomos de carbono.
De acordo com o número de camadas de parede do tubo, eles são geralmente divididos em nanotubos de carbono de camada única e nanotubos de carbono multicamadas:
nanotubos de carbono de parede única (SWNTs): compostos de uma camada de folhas de grafeno. O diâmetro e o comprimento típicos dos tubos de parede única são 0,75 ~ 3nm e 1 ~ 50μm, respectivamente.
Nanotubos de carbono com várias paredes (MWNTs): contém várias camadas de folhas de grafeno. A forma é como um cabo coaxial. O número de camadas varia de 2 a 50, e o espaçamento entre camadas é de 0,34 ± 0,01 nm, o que é equivalente ao espaçamento entre camadas de grafite (0,34 nm). O diâmetro e o comprimento típicos dos tubos de paredes múltiplas são 2 ~ 30nm e 0,1 ~ 50μm, respectivamente.
Como os nanotubos de carbono têm uma estrutura mais estável do que o grafite, eles podem ser formados sob certas condições.
Nanotubos de carbono são tubos redondos enrolados por camadas de grafite. Este enrolamento muda a forma da nuvem de elétrons p na camada de grafite, e essa mudança está relacionada ao diâmetro dos nanotubos de carbono formados. Quanto menor o diâmetro, maior a curvatura e maior a mudança na forma da nuvem de elétrons p. Pelo contrário, quanto maior o diâmetro do nanotubo de carbono, menor a curvatura, mais próxima a nuvem de elétrons p do caso do grafite e, portanto, suas propriedades são próximas ao grafite.
Qual é o diâmetro mínimo dos nanotubos de carbono?
As propriedades dos nanotubos de carbono dependem em grande parte do diâmetro e da quiralidade. Quanto menor o diâmetro, maior a diferença entre o estado do elétron e sp2, e mais óbvio o efeito quântico.
Para nanotubos de carbono semicondutores, a largura do bandgap é inversamente proporcional ao diâmetro do tubo e não tem nada a ver com quiralidade.
Nanotubos de carbono podem ser usados em uma variedade de plásticos, como PE, PP, PS, ABS, PVC, PA, bem como borracha, resina e materiais compósitos. Eles podem ser uniformemente dispersos na matriz, dando à matriz excelentes propriedades condutoras.
Amplamente utilizado nas seguintes indústrias:
Filmes, vários produtos de plástico
Embalagem antiestática
Embalagem, transmissão e materiais de processamento para dispositivos eletrônicos
Rolos de borracha condutivos, correias de transmissão, selos
Indústria automotiva
Cabos de alimentação e acessórios
Revestimentos condutores
bobinas de filme
blindagem eletromagnética, Campos militares
A quantidade de nanotubos de carbono adicionados é de apenas um terço a um quinto da quantidade de negro de fumo condutor, e a mesma condutividade pode ser alcançada. A adição excessiva de enchimentos condutores não causará perda de propriedades mecânicas plásticas.
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