Tu nanotuburi de carbon, NTC (CNT, din engleză nanotub de carbon), sunt cilindri sau tuburi goale formate din alotropi de carbon cu proporții nanometrice (1 nanometru este egal cu o miliardimea parte a unui metru (10-9 m)). Ca să vă faceți o idee, este ca o foaie de hârtie rulată, dar este alcătuită din atomi de carbon și are o grosime de doar un atom. Sunt de 100.000 de ori mai subțiri decât o șuviță de păr și sunt invizibile chiar și la microscoapele cu lumină.
Acea noua clasă de materiale a fost descoperită în 1991 de Sumio Iijima. De atunci, a făcut obiectul unor studii ale oamenilor de știință, deoarece a reprezentat o mare revoluție datorită proprietăţile sale (care vor fi menţionate mai târziu) care le depăşesc pe cele ale oricărui material cunoscut până acum.
Nanotuburile de carbon pot fi realizate doar cu unul dintre acesti cilindri, fiind clasificate ca nanotuburi cu un singur perete. Dar există și cele nanotuburi multipereți, care sunt formate din mai mulți cilindri bobinați concentric, adică cu un centru comun, ca următoarea reprezentare:
Reprezentarea nanotuburilor cu mai mulți pereți
Faptul de a fi cu un singur perete sau cu mai mulți pereți este unul dintre factorii care determină proprietățile nanotuburilor de carbon. În cazul nanotuburilor individuale, un factor care determină dacă va fi conductor sau semiconductor este unghiul înfășurării și raza nanotubului. Alte proprietăți depind și de diametrul și numărul de straturi concentrice. Dar toate nanotuburile sunt dure și rezistente.
Aceste game de proprietăți sunt importante deoarece fac ca nanotuburile să fie utilizabile într-o gamă foarte largă de aplicații. De exemplu, dacă nanotubul de carbon este conductiv, poate transmite electricitate de până la 1000 de ori mai eficient decât firul de cupru. Semiconductorii, pe de altă parte, pot fi utilizați în circuite electronice rafinate datorită dimensiunilor lor foarte mici și pot fi utilizați în nanoprocesoare pentru a înlocui chipsuri de siliciu actual.
Dacă acestea pot fi adăugate la polimeri sintetici (plastice), formând structuri numite nanocompozite, nanotuburile le pot întări sau le pot face conductoare de electricitate.
De asemenea, nanotuburile au proprietăți mecanice extraordinare, întrucât sunt destul de rezistente la rupere sub tensiune, fiind de 100 de ori mai rezistente decât oțelul și având doar 1/6 din densitatea acestuia. Prin urmare, ele pot fi folosite și în construcții civile și chiar în construcția fuselajului de avioane, mașini, rachete și navete spațiale pentru NASA. Dacă sunt adăugate țesăturilor, nanotuburile le-ar putea face indestructibile, fiind mai eficiente decât polimerul Kevlar folosit în vestele antiglonț.
O altă proprietate importantă a nanotuburilor de carbon este conducta termică extraordinară, pot fi folosite in procese de conservare si transmitere a energiei, precum energia solara, fiind mult mai eficiente decat celulele fotovotaice care se folosesc in prezent.
Nanotuburile au, de asemenea, un potențial enorm pentru utilizare în medicină. Pentru ca sunt extrem de mici si usoare, pot ajunge in interiorul unei celule pentru a fi folosite ca senzori pentru diagnostice si tratamente medicale. Cu toate acestea, un factor care împiedică această aplicare a nanotuburilor este că acestea ucid celulele cu care intră în contact. Pentru a preveni acest lucru, unii oameni de știință propun ca nanotuburile să fie acoperite cu un polimer sintetic capabil să imite o substanță de suprafață celulară, mucină.
Acestea sunt doar câteva dintre aplicațiile nesfârșite pe care le pot avea nanotuburile de carbon, dar rămâne de văzut ce vor spune cercetările în acest domeniu al nanotehnologiei.
De Jennifer Fogaça
Licențiat în Chimie
Sursă: Brazilia școală - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nanotubos-carbono.htm
