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 normalmente entre 0,7 e 2 nanómetros.
Os seus comprimentos podem atingir vários micrómetros a centímetros.
5 pontos-chave explicados
1. Estrutura derivada do grafeno
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.
2. Vetor quiral (C h)
O vetor quiral (C h) define o modo como a folha de grafeno é enrolada para formar o nanotubo.
É representado porC h = na 1 + ma 2, em quea 1 ea 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.
3. Ângulo quiral (θ)
O ângulo quiral (θ) 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 SWCNT em poltrona têm um ângulo quiral de 30°.
Todos os outros SWCNTs são designados por quirais com ângulos quirais entre 0° e 30°.
4. 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).
5. Técnicas de síntese
Os SWCNT são normalmente sintetizados utilizando técnicas como a deposição de vapor químico (CVD).
Esta técnica envolve a decomposição de um gás contendo carbono a altas temperaturas numa superfície de catalisador.
Os parâmetros do processo, como a temperatura, a pressão e as taxas de fluxo de gás, influenciam significativamente a qualidade e o rendimento dos SWCNTs produzidos.
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