Quando se trata de aditivos condutores de carbono, os nanotubos de carbono (CNT) estão frequentemente na vanguarda.
Mas quais são as alternativas?
Este artigo irá explorar as principais opções e as suas respectivas vantagens e desafios.
Qual é a alternativa aos CNT? 5 pontos-chave a considerar
1. Negro de fumo: Uma opção amplamente utilizada
O negro de fumo é normalmente utilizado em várias aplicações, especialmente na indústria dos pneus.
Normalmente, tem emissões de CO2 mais elevadas por quilograma, em comparação com o grafeno e os CNT.
O negro de fumo também requer maior carga em compósitos.
Um estudo de 2020 da Michelin mostrou que os pneus reforçados com CNT libertam menos nanopartículas do que os que utilizam outros nanocarbonetos.
Este facto sugere que os CNT poderão ser uma opção mais amiga do ambiente nesta aplicação.
2. Grafeno: a maravilha bidimensional
O grafeno é altamente considerado pelas suas propriedades, mas enfrenta problemas relacionados com o seu método de produção.
A abordagem "de cima para baixo", como o método Hummer, consome muita energia, requer quantidades substanciais de água e envolve a utilização de produtos químicos agressivos.
Estes factores tornam a produção de grafeno menos respeitadora do ambiente e potencialmente mais dispendiosa do que a dos CNT.
3. Comparação e considerações de mercado
Ao considerar a adoção destes materiais, a combinação das propriedades e do impacto ambiental é crucial.
Os CNT oferecem uma elevada resistência mecânica e são utilizados numa variedade de aplicações, desde materiais estruturais a eletrónica.
O mercado dos CNT está a expandir-se, particularmente em tecnologias ecológicas como as baterias de iões de lítio, onde servem como aditivos condutores que melhoram o desempenho das baterias.
4. Síntese e aplicações
A síntese de materiais nanoestruturados, incluindo os CNT, o grafeno e o negro de fumo, é influenciada pelas suas morfologias, tamanhos e fases.
Estes factores, por sua vez, afectam as suas propriedades e aplicações.
O carbono em diferentes estados de hibridação apresenta propriedades únicas, permitindo uma vasta gama de aplicações.
Esta versatilidade é uma vantagem significativa para os CNT, que são produzidos utilizando métodos como o PECVD e são parte integrante de sectores como o aeroespacial, o automóvel e o equipamento desportivo.
5. Desafios ambientais e de produção
Embora o negro de fumo e o grafeno sejam alternativas aos CNT, cada material apresenta desafios ambientais e de produção distintos.
Os CNT parecem oferecer um equilíbrio entre benefícios ambientais e caraterísticas de desempenho superiores, particularmente em sectores de elevada procura como a tecnologia verde e os materiais avançados.
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