Nanotubos: uma nanopartícula à base de carbono
A descoberta nanotecnologia significativo que veio à luz em 1991 era de nanotubos de carbono. Os nanotubos de carbono são estruturas cilíndricas que têm diâmetros tão pequenas quanto 1 nm e comprimento de até vários centímetros. Os nanotubos de carbono têm a mais alta relação resistência-peso de qualquer material conhecido. Embora os nanotubos de carbono são fortes, eles não são frágeis. Eles podem ser dobrados e, quando liberado, eles vão saltar para trás a sua forma original.
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Um tipo de nanotubo de carbono tem uma forma cilíndrica com extremidades abertas.
Video: Nanotubos - CMDMC/FAPESP, INCTMN/CNPq, UNESP, UFSCar, USP, IPEN
Outro tipo de nanotubo tem extremidades fechadas, formadas por alguns dos átomos de carbono em que combinam pentágonos na extremidade do nanotubo.
Os nanotubos de carbono podem ocorrer como vários cilindros concêntricos de átomos de carbono, chamados de paredes múltiplas nanotubos de carbono (MWCTs). Logicamente, nanotubos de carbono que têm apenas um cilindro são chamados de nanotubos de carbono de parede única (SWCTs). Ambos MWCT e SWCT são utilizadas para reforçar os materiais compósitos.
As propriedades eléctricas de nanotubos
As propriedades eléctricas de nanotubos de carbono dependerá da forma como os hexágonos são orientadas ao longo do eixo do tubo. Três orientações são possíveis: poltrona, ziguezague, e quiral.
Video: NanoTubos de Carbono
nanotubos de carbono poltrona têm propriedades eléctricas semelhantes a metais. Quando você aplica uma tensão entre duas extremidades de um nanotubo poltrona, uma corrente fluirá. Uma poltrona nanotubo de carbono é um melhor condutor do que o cobre ou qualquer outro metal.
Pesquisadores estão desenvolvendo métodos para girar nanotubos de carbono juntos para fazer fios de baixa resistência elétrica que poderiam transformar a rede de energia elétrica, reduzir a energia consumida, e reduzir o peso da fiação em usos sensível ao peso, como naves espaciais e aviões. Os investigadores estão considerando o uso de nanotubos de carbono poltrona para substituir as linhas de metal em circuitos integrados.
Os nanotubos de carbono quirais em ziguezague e partilhar propriedades eléctricas semelhantes aos semicondutores. Estas duas configurações de nanotubos só irá conduzir uma corrente eléctrica, quando a energia adicional sob a forma de luz ou um campo eléctrico é aplicado aos electrões livres a partir dos átomos de carbono. nanotubos semicondutores poderia ser útil no edifício já transistores menores usados em circuitos integrados para todos os tipos de dispositivos eletrônicos.
Uma outra propriedade interessante dos nanotubos de carbono que é a sua resistência eléctrica quando muda significativamente outras moléculas se ligam aos seus átomos de carbono. As empresas estão usando esta propriedade para desenvolver sensores que podem detectar vapores químicos, tais como o monóxido de carbono ou moléculas biológicas.
Nanotubos ligados com outros materiais compósitos formar super forte
Os átomos de carbono em nanotubos são excelentes na formação de ligações covalentes com muitos outros tipos de átomos para várias razões:
átomos de carbono têm uma capacidade natural para formar ligações covalentes com muitos outros elementos por causa de uma propriedade chamada eletronegatividade. Eletronegatividade é uma medida de quão fortemente um átomo agarra elétrons em órbita sobre isso. Porque o carbono tem uma classificação electronegatividade no meio da gama, que podem formar ligações covalentes estáveis com um grande número de elementos.
Video: CNTS inkjet inks , Carbon nanotubes inkjet ink. Conductive ink. nanotubos carbono
Todos os átomos de carbono em nanotubos estão na superfície do nanotubo e, portanto, acessível a outros átomos.
Os átomos de carbono em nanotubos est ligados apenas a três outros átomos, de modo que eles têm a capacidade de ligar-se a uma quarta átomo.
Estes factores fazem com que seja relativamente fácil de ligar de forma covalente uma variedade de átomos ou moléculas de nanotubos, que altera as propriedades químicas do nanotubo. (Este método é chamado de funcionalização).
Tomando esta coisa ligação ainda mais, se as moléculas ligadas aos nanotubos de carbono também anexar a fibras de carbono, nanotubos de carbono funcionalizadas podem ligar-se para as fibras em um composto, a produção de um material mais resistente.