Os nanotubos de carbono de parede simples (SWCNTs) são um tipo de nanotubo de carbono que consiste numa única camada de átomos de carbono dispostos numa estrutura hexagonal enrolada num cilindro sem costuras. O diâmetro dos SWCNTs varia tipicamente entre cerca de 0,7 e 2 nanómetros, enquanto os seus comprimentos podem atingir vários micrómetros a centímetros.
Estrutura dos SWCNTs:A estrutura dos SWCNTs é derivada do grafeno, uma camada única de átomos de carbono dispostos numa estrutura bidimensional em forma de favo de mel. Para formar um SWCNT, esta folha de grafeno é enrolada num tubo, com os bordos da folha a encontrarem-se para formar as extremidades do tubo. A forma como a folha de grafeno é enrolada determina o tipo de SWCNT, o que, por sua vez, afecta as suas propriedades electrónicas. Este processo de enrolamento pode ser descrito por dois parâmetros: o vetor quiral (Ch) e o ângulo quiral (θ
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).Vetor quiral (Ch): Este vetor define a forma como a folha de grafeno é enrolada para formar o nanotubo. É representado porCh = na1 + ma2, em quea1 ea
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2 são os vectores unitários da rede de grafeno e n e m são números inteiros. O par (n, m) define de forma única um SWCNT específico.Ângulo quiral (θ):
Este ângulo é o ângulo entre o eixo do tubo e a direção em ziguezague da rede de grafeno. Os SWCNTs em ziguezague têm um ângulo quiral de 0°, os SWCNTs em poltrona têm um ângulo quiral de 30° e todos os outros SWCNTs são designados quirais com ângulos quirais entre 0° e 30°.Propriedades e aplicações:
A estrutura única dos SWCNTs confere-lhes propriedades excepcionais, incluindo elevada resistência à tração, excelente condutividade eléctrica e elevada condutividade térmica. Estas propriedades tornam os SWCNTs adequados para uma variedade de aplicações, tais como em eletrónica (transístores, sensores), compósitos (reforço de materiais) e armazenamento de energia (baterias e supercapacitores).
Síntese:
