Os nanotubos de carbono (CNT) são especiais devido à sua combinação única de propriedades mecânicas, eléctricas, térmicas e químicas. Estas propriedades são diretamente influenciadas pela sua estrutura e estado de hibridação. Isto torna os CNT versáteis para uma vasta gama de aplicações, desde materiais estruturais a eletrónica e ciências biomédicas.
O que torna os nanotubos especiais? 5 Propriedades chave reveladas
1. Resistência mecânica
Os CNT apresentam uma resistência mecânica extraordinária. São muitas vezes mais fortes do que o aço ou outras fibras industriais. Esta elevada resistência é atribuída à sua estrutura cilíndrica composta por átomos de carbono dispostos num padrão de rede hexagonal. As fortes ligações covalentes dentro da rede de carbono contribuem para a sua excecional resistência à tração e rigidez. Isto torna-os ideais para utilização em compósitos para aplicações como componentes aeroespaciais, peças para automóveis e equipamento de proteção, como coletes à prova de bala.
2. Condutividade eléctrica e térmica
Os CNT são conhecidos pela sua excelente condutividade eléctrica. Esta pode ser adaptada através do ajuste da estrutura dos nanotubos. Dependendo da sua quiralidade (a disposição dos átomos de carbono na rede hexagonal), os CNT podem ser metálicos ou semicondutores. Esta capacidade de afinação permite a sua utilização em vários dispositivos electrónicos, incluindo transístores, sensores e películas condutoras. Além disso, os CNT têm uma elevada condutividade térmica, o que é útil em aplicações que exigem uma dissipação eficiente do calor.
3. Propriedades químicas e funcionalização
As propriedades da superfície dos CNTs podem ser modificadas através da funcionalização. Isto envolve a ligação de grupos químicos específicos à superfície dos nanotubos. Este processo aumenta a sua compatibilidade com outros materiais e pode alterar a sua solubilidade, reatividade e biocompatibilidade. Os CNT funcionalizados são utilizados numa variedade de aplicações, incluindo sistemas de administração de medicamentos, biossensores e suportes de catalisadores.
4. Versatilidade e escalabilidade
A síntese de CNTs tem sido objeto de extensa investigação. São normalmente utilizadas técnicas como a deposição de vapor químico com plasma (PECVD). A escalabilidade destes métodos de produção e a capacidade de adaptar as propriedades dos CNT através de várias técnicas de pós-processamento tornam-nos altamente adaptáveis a aplicações industriais em grande escala.
5. Propriedades das nanopartículas
Enquanto nanopartículas, os CNT apresentam propriedades que são significativamente diferentes das das partículas maiores do mesmo material. A grande relação superfície/volume dos CNT aumenta a sua reatividade e interação com o meio ambiente. Isto é crucial em aplicações em que as interações interfaciais são significativas, como na catálise heterogénea e no tratamento de águas residuais.
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