Quais são os diferentes tipos de nanotubos de carbono?

Estruturalmente, existem dois tipos básicos de nanotubos de carbono (CNTs)-nanotubos de parede única (SWNT) e nanotubos de paredes múltiplas (MWNT)-mas o arranjo de grupos de átomos de carbono nessas estruturas também varia. Os nanotubos de carbono são essencialmente folhas de grafite enroladas, que são construídas em uma série de ligações de átomos interligadas, hexagonais e de seis carbonos. Essas ligações podem ser organizadas em uma das três configurações: zig-zag, onde alternam em um padrão linear no comprimento da parede cilíndrica de nanotubos; poltrona, onde a estrutura é uma coleção de linhas retas de ligações; e quiral, onde os títulos flutuam de maneira linear para um ângulo esquerdo ou direito no comprimento do tubo.

Nesta classe fundamental de estruturas, os nanotubos de carbono também variam por serem cilindros retos ou distorcidos de alguma maneira, como enrolados ou ramificados. Formas adicionais criadas incluem o nanotubo com uma esfera de buckyball de carbono anexada a ele, conhecida como nanobud,e nanotubos empilhados com copos, que são uma série de estruturas côncavas em forma de disco alinhadas na forma de tubo. Torus, ou estruturas de nanotubos em forma de rosquinha, também foram feitas e possuem propriedades de momento magnético alto que os tornariam úteis como sensores poderosos.

A estrutura dos nanotubos de carbono também determina suas propriedades físicas e químicas, onde os nanotubos de poltrona são sempre metálicos em termos de condutividade elétrica, e as formas zig-zag e quiral são semicondutores. As seis ligações de carbono que compõem a estrutura hexagonal básica de um nanotubo de carbono são espaçadas em torno de 0,14 nanômetros um do outro em fortes ligações moleculares e covalentes. Essas folhas enroladas de grafite estão então ligadas umas às outras em nanotubos de paredes com várias paredes, que são essencialmente cilindros dentro dos cilindros, por forças fracas de van der Waals, a uma distância de cerca de 0,34 nanômetros entre as paredes dos cilindros. Este bon molecular fracoD permite que as estruturas da folha de grafite deslizem uma contra a outra, o que facilita a retirada de grafite em aplicações como quando um lápis é pressionado contra papel.

Outros tipos de nanotubos de carbono incluem nanotubos extremos de carbono, que são simplesmente variações no design natural, onde são muito longas, curtas ou finas. Eles têm aplicações na construção do cabo 20 a 100 vezes mais fortes que o aço para coisas como um elevador espacial e para os músculos artificiais que podem operar em uma faixa de temperatura de -321 ° a 2.800 ° Fahrenheit (-196 ° a 1.538 ° Celsius). Alguns filmes extremos de nanotubos também são capazes de capturar comprimentos de onda infravermelhos de luz conhecidos como radiação corporal preta ou radiação de calor. Isso os tornaria úteis em células solares que poderiam capturar esse calor emitido pela Terra no espaço à noite, o que permitiria a geração de energia 245%, em um nível de eficiência de mais de 35%, o que é duas a cinco vezes melhor que o dos conventescélulas solares únicas.