Quali sono i diversi tipi di nanotubi di carbonio?

Strutturalmente, esistono due tipi base di nanotubi di carbonio (CNT)-nanotubi a parete singola (SWNT) e nanotubi a parete multipla (MWNT)-ma varia anche la disposizione dei gruppi di atomi di carbonio in queste strutture. I nanotubi di carbonio sono essenzialmente fogli di grafite, che sono costruiti su una serie di legami atomici ad interblocco, esagonale a sei carbonio. Questi legami possono essere disposti in una delle tre configurazioni: Zig-Zag, dove si alternano in un modello lineare lungo la lunghezza della parete cilindrica di nanotubi; Polpietta, dove la struttura è una raccolta di linee rette di legami; e chiral, dove i legami si spostano in modo lineare ad un angolo sinistro o destro lungo la lunghezza del tubo.

All'interno di questa classe fondamentale di strutture, anche i nanotubi di carbonio variano essendo cilindri diritti o distorti in qualche modo come arrotolato o ramificato. Le forme aggiuntive che sono state create includono il nanotubo con una sfera di buckyball in carbonio attaccato ad esso, noto come nanobud,e nanotubi con tazza, che sono una serie di strutture concave a forma di disco allineate in forma di tubo. Torus, o strutture a forma di ciambella, sono state anche fatte e hanno proprietà ad alto momento magnetico che le renderebbero utili come sensori potenti.

La struttura dei nanotubi di carbonio determina anche le loro proprietà fisiche e chimiche, in cui i nanotubi di poltrona sono sempre metallici in termini di conducibilità elettrica e le forme a zig-zag e chirali sono semiconduttori. I sei legami di carbonio che costituiscono la struttura esagonale di base di un nanotubo di carbonio sono distanziati di circa 0,14 nanometri l'uno dall'altro in forti legami molecolari e covalenti. Questi fogli laminati di grafite sono quindi legati tra loro in nanotubi a più pareti, che sono essenzialmente cilindri all'interno di cilindri, da forze deboli di van der Waals, ad una distanza di circa 0,34 nanometri tra le pareti del cilindro. Questo debole bon molecolareD consente alle strutture del foglio di grafite di scivolare l'una contro l'altra, il che semplifica la cancellazione della grafite in applicazioni come quando una matita viene premuta su carta.

Altri tipi di nanotubi di carbonio includono nanotubi di carbonio estremi, che sono semplicemente variazioni sul design naturale in cui sono molto lunghi, corti o sottili. Hanno applicazioni nella costruzione del cavo da 20 a 100 volte più forte dell'acciaio per cose come un ascensore spaziale e per i muscoli artificiali che possono funzionare in un intervallo di temperatura da -321 ° a 2.800 ° Fahrenheit (-196 ° a 1.538 ° Celsius). Alcuni film di nanotubi estremi sono anche in grado di catturare lunghezze d'onda infrarossi di luce note come radiazione del corpo nero o radiazioni di calore. Ciò li renderebbe utili nelle celle solari che potrebbero catturare questo calore emesso dalla Terra nello spazio di notte, il che consentirebbe la generazione di energia intorno al clock a un livello di efficienza di oltre il 35%, che è da due a cinque volte migliore di quello dei conventicelle solari onal.