Quels sont les différents types de nanotubes de carbone?
Structurellement, il existe deux types de base de nanotubes de carbone (CNT) - des nanotubes à parois à parois (SWNT) et des nanotubes multi-parois (MWNT) - mais la disposition des groupes d'atomes de carbone dans ces structures varie également. Les nanotubes de carbone sont essentiellement des feuilles de graphite enroulées, qui sont construites sur une série de liaisons atomes de six carbones, hexagonales. Ces liaisons peuvent être disposées dans l'une des trois configurations: zig-zag, où elles alternent dans un motif linéaire sur la longueur de la paroi nanotube cylindrique; fauteuil, où la structure est une collection de lignes droites de liaisons; et chiral, où les liaisons dérivent de manière linéaire à un angle gauche ou droit sur la longueur du tube.
Dans cette classe fondamentale de structures, les nanotubes de carbone varient également en étant des cylindres droits ou déformés d'une manière ou d'une autre comme enroulée ou ramifiée. Les formes supplémentaires qui ont été créées incluent le nanotube avec une sphère buckyball en carbone qui y est attachée, connue sous le nom de nanobud,et des nanotubes empilés en coupe, qui sont une série de structures concaves en forme de disque alignées sous forme de tube. Des structures de nanotubes en forme de tore ou de beignets ont également été réalisées et ont des propriétés de moment magnétique élevées qui les rendraient utiles en tant que capteurs puissants.
La structure des nanotubes de carbone détermine également leurs propriétés physiques et chimiques, où les nanotubes de fauteuil sont toujours métalliques en termes de conductivité électrique, et les formes de zig-zag et de chiral sont semi-conductes. Les six liaisons en carbone qui composent la structure hexagonale de base d'un nanotube de carbone sont espacées d'environ 0,14 nanomètres les unes des autres dans de fortes liaisons moléculaires et covalentes. Ces feuilles de graphite roulées sont ensuite liées les unes aux autres dans des nanotubes à parois multiples, qui sont essentiellement des cylindres à l'intérieur des cylindres, par des forces de van der Waals faibles, à une distance d'environ 0,34 nanomètres entre les parois des cylindres. Ce bon bon moléculaireD permet aux structures de feuille de graphite de se glisser les unes contre les autres, ce qui facilite la frottement du graphite dans des applications telles que lorsqu'un crayon est pressé contre le papier.
Les autres types de nanotubes de carbone comprennent des nanotubes de carbone extrêmes, qui sont simplement des variations de la conception naturelle où elles sont très longues, courtes ou minces. Ils ont des applications dans la construction du câble de 20 à 100 fois plus forte que l'acier pour des choses comme un ascenseur spatial, et pour les muscles artificiels qui peuvent fonctionner dans une plage de température de -321 ° à 2800 ° Fahrenheit (-196 ° à 1538 ° Celsius). Certains films de nanotubes extrêmes sont également capables de capturer des longueurs d'onde infrarouges de lumière connues sous le nom de rayonnement du corps noir ou de rayonnement thermique. Cela les rendrait utiles dans les cellules solaires qui pourraient capturer cette chaleur émise par la Terre dans l'espace la nuit, ce qui permettrait une production d'énergie 24h / 24 à un niveau d'efficacité de plus de 35%, ce qui est deux à cinq fois mieux que celui de Conventicellules solaires onales.