¿Cuáles son los diferentes tipos de nanotubos de carbono?
Estructuralmente, existen dos tipos básicos de nanotubos de carbono (CNT): nanotubos de pared de una sola pared (SWNT) y nanotubos de paredes múltiples (MWNT), pero la disposición de los grupos de átomos de carbono en estas estructuras también varía. Los nanotubos de carbono son esencialmente hojas de grafito enrolladas, que se basan en una serie de enlaces de átomos hexagonales y hexagonales de seis carbonos. Estos enlaces se pueden organizar en una de las tres configuraciones: zig-zag, donde se alternan en un patrón lineal a lo largo de la pared de nanotubos cilíndricos; sillón, donde la estructura es una colección de líneas rectas de enlaces; y quiral, donde los enlaces se desplazan de manera lineal a un ángulo izquierdo o derecho a lo largo del tubo.
Dentro de esta clase fundamental de estructuras, los nanotubos de carbono también varían al ser cilindros rectos o distorsionados de alguna manera, como enrollados o ramificados. Formularios adicionales que se han creado incluyen el nanotubo con una esfera de buckyball de carbono adjunta, conocida como nanobud,y nanotubos colgados por copa, que son una serie de estructuras cóncavas en forma de disco alineadas en forma de tubo. Las estructuras de nanotubos de toro, o en forma de rosquilla, también se han realizado y tienen propiedades de alto momento magnético que los harían útiles como sensores potentes.
La estructura de los nanotubos de carbono también determina sus propiedades físicas y químicas, donde los nanotubos del sillón siempre son metálicos en términos de conductividad eléctrica, y las formas zig-zag y quirales son semiconductoras. Los seis enlaces de carbono que constituyen la estructura hexagonal básica de un nanotubo de carbono están espaciados alrededor de 0.14 nanómetros entre sí en fuertes enlaces moleculares covalentes. Estas láminas enrolladas de grafito se unen entre sí en nanotubos de paredes múltiples, que son esencialmente cilindros dentro de los cilindros, por las fuerzas débiles de van der Waals, a una distancia de aproximadamente 0.34 nanómetros entre las paredes del cilindro. Esta bon molecular débilD permite que las estructuras de la hoja de grafito se deslicen entre sí, lo que facilita frotar el grafito en aplicaciones como cuando se presiona un lápiz contra papel.
Otros tipos de nanotubos de carbono incluyen nanotubos de carbono extremos, que son simplemente variaciones en el diseño natural donde son muy largos, cortos o delgados. Tienen aplicaciones en la construcción de cable de 20 a 100 veces más fuerte que el acero para cosas como un ascensor espacial, y para los músculos artificiales que pueden funcionar en un rango de temperatura de -321 ° a 2,800 ° Fahrenheit (-196 ° a 1.538 ° Celsius). Algunas películas de nanotubos extremos también son capaces de capturar longitudes de onda infrarroja de luz conocidas como radiación del cuerpo negro o radiación de calor. Esto los haría útiles en las células solares que podrían capturar este calor emitido por la Tierra en el espacio por la noche, lo que permitiría la generación de energía durante todo el día a un nivel de eficiencia de más del 35%, que es dos o cinco veces mejor que el de ConventiCélulas solares de Onal.