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Os nanotubos de carbono (CNT) são normalmente preparados utilizando precursores que fornecem a fonte de carbono necessária para a sua síntese.Os precursores mais comuns incluem hidrocarbonetos como o metano, o etileno e o acetileno, que são utilizados na deposição química de vapor (CVD), o processo comercial dominante para a produção de CNT.Os métodos emergentes estão a explorar a utilização de matérias-primas verdes ou de resíduos, como o dióxido de carbono capturado por eletrólise em sais fundidos e a pirólise do metano, para tornar o processo mais sustentável.A escolha do precursor tem um impacto significativo na qualidade, rendimento e propriedades dos CNTs, tornando-se um fator crítico na sua produção.

Explicação dos pontos-chave:

1. Precursores tradicionais para a preparação de CNT:

   • Os hidrocarbonetos, como o metano, o etileno e o acetileno, são os precursores mais utilizados na síntese de CNT.
   • Estes precursores são utilizados em processos como a deposição química de vapor (CVD), que é o método comercial dominante para a produção de CNTs.
   • Os átomos de carbono destes hidrocarbonetos são depositados na superfície de um catalisador, formando os nanotubos.

2. Deposição química de vapor (CVD) como método dominante:

   • A CVD consiste na decomposição de gases de hidrocarbonetos a altas temperaturas na presença de um catalisador.
   • O processo permite um controlo preciso das condições de crescimento, possibilitando a produção de CNTs de alta qualidade.
   • A CVD é escalável e adequada para a produção industrial, o que a torna o método preferido para a síntese comercial de CNT.

3. Matérias-primas verdes e resíduos emergentes:

   • Os investigadores estão a explorar precursores sustentáveis, como o dióxido de carbono capturado por eletrólise em sais fundidos.
   • A pirólise do metano é outro método emergente que utiliza o metano como precursor, decompondo-o em hidrogénio e carbono sólido, que pode formar CNT.
   • Estes métodos têm como objetivo reduzir o impacto ambiental da produção de CNT, utilizando resíduos ou recursos renováveis.

4. Desafios no fabrico de CNT:

   • A funcionalização, purificação e separação dos CNTs são passos críticos que afectam as suas propriedades e aplicações finais.
   • A tradução das propriedades à escala nanométrica dos CNT em produtos à escala macro, como folhas, véus ou fios, apresenta dificuldades técnicas.
   • As tecnologias de pós-processamento e dispersão são essenciais para garantir o sucesso comercial dos produtos à base de CNT.

5. Impacto da escolha do precursor nas propriedades dos CNT:

   • O tipo de precursor utilizado pode influenciar o diâmetro, o comprimento e a quiralidade dos CNT, que por sua vez afectam as suas propriedades mecânicas, térmicas e eléctricas.
   • Por exemplo, o metano tende a produzir CNTs de parede simples, enquanto o etileno e o acetileno têm maior probabilidade de produzir CNTs de paredes múltiplas.
   • A pureza e a qualidade do precursor também desempenham um papel significativo na determinação da qualidade global dos CNT.

Em resumo, a escolha do precursor é um fator crítico na preparação de nanotubos de carbono, sendo os hidrocarbonetos tradicionais como o metano, o etileno e o acetileno os mais utilizados.O método CVD continua a ser o processo comercial dominante, mas as matérias-primas verdes e resíduos emergentes estão a ganhar atenção pelo seu potencial para tornar a produção de CNT mais sustentável.Apesar dos desafios no fabrico e na tradução das propriedades à nanoescala em produtos à macroescala, os avanços na seleção de precursores e nas tecnologias de processamento continuam a impulsionar o desenvolvimento de CNT para várias aplicações.

Tabela de resumo:

Tipo de Precursor	Exemplos	Caraterísticas-chave
Hidrocarbonetos tradicionais	Metano, Etileno, Acetileno	Amplamente utilizado em CVD; afecta a qualidade, o rendimento e as propriedades dos CNT (por exemplo, paredes simples/múltiplas).
Matérias-primas verdes emergentes	CO2 (eletrólise), pirólise de metano	Alternativas sustentáveis; reduzem o impacto ambiental através da utilização de resíduos/recursos renováveis.

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