Nanotubos de carbono de grau de pesquisa

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Nanotubos de carbono (CNTs) foram oficialmente nomeados pela primeira vez em 1991. Nanotubos de carbono de grau científico são cristais de nanotubos sem costura formados por camadas de grafite onduladas. De acordo com o número de camadas de grafite, elas podem ser divididas em tubos de parede única, tubos de parede dupla e tubos de paredes múltiplas. Devido aos diferentes ângulos de "ondulação" do grafite, os nanotubos de carbono podem formar estruturas em forma de cadeira, em forma de Z ou quirais.

Os nanotubos de carbono de grau científico têm propriedades físicas e químicas únicas. Por exemplo, em termos de condutividade, os nanotubos de carbono podem ser metálicos ou semicondutores. Mesmo diferentes partes do mesmo nanotubo de carbono mostrarão condutividade diferente devido a diferentes estruturas. Além disso, a condutividade dos nanotubos de carbono está intimamente relacionada ao seu diâmetro e quiralidade. Os nanotubos de carbono são considerados um condutor de 7 dimensões. Estudos mostraram que a capacidade de carga atual dos nanotubos de carbono é mil vezes maior que a dos fios de cobre. Outro exemplo é que os nanotubos de carbono têm excelentes propriedades mecânicas. Embora sua gravidade específica seja 1/6 da do aço, sua resistência é 100 vezes a do aço. Como os nanotubos de carbono têm resistência extremamente alta, eles são considerados a forma final de fibra e fase de reforço com uma alta relação resistência/peso. Devido à sua estrutura especial, também tem boa flexibilidade, resiliência e capacidade anti-distorção.

Além disso, os nanotubos de carbono para pesquisa científica têm muitas propriedades, como boa estabilidade química, alta estabilidade térmica, boa condutividade térmica axial, supercondutividade de baixa temperatura, características de absorção de ondas eletromagnéticas e boa adsorção. Os resultados da pesquisa aplicada mostram que, com base nas excelentes propriedades elétricas e mecânicas dos nanotubos de carbono, os nanotubos de carbono podem ser amplamente utilizados em campos de alta tecnologia, como energia, materiais e ciências da vida. Por exemplo, ele pode ser usado como um novo tipo de material de reforço, componentes eletrônicos, materiais stealth, novos materiais de armazenamento de hidrogênio, transportadores de catalisador e materiais de eletrodo, etc., entre os quais tem potencial na aplicação de eletrônicos e materiais compósitos. A vantagem de usar nanotubos de carbono para preparar materiais compósitos é que eles são fáceis de processar e moldar, e porque os nanotubos de carbono têm uma baixa densidade e uma alta proporção de aspecto, seu conteúdo de volume pode ser reduzido muito em comparação com enchimentos esféricos.

Nanotubos de carbono são outra variante do carbono elementar além de grafite, diamante, Carbono amorfo e fulereno. Aqui, os átomos de carbono são dispostos em uma forma hexagonal. Essa estrutura é equivalente a uma camada de grafite monoatômica ou poliatômica enrolada, de modo que um cilindro oco com um diâmetro de geralmente alguns nanômetros e um comprimento de alguns milímetros no máximo é formado. Em princípio, é feita uma distinção entre nanotubos de carbono de paredes múltiplas e nanotubos de carbono de parede única, que também são geralmente abreviados para MWNTs e SWNTs na literatura (do inglês: nanotubos de paredes múltiplas e nanotubos de paredes simples). Devido às forças de van der Waals, os nanotubos de carbono mostram uma forte tendência a se agregar em feixes, portanto, eles devem ser desamarrados/dispersos por altas forças de cisalhamento durante o processo de extrusão, sem fazer com que sejam severamente encurtados.

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