Os nanotubos de carbono são outra forma alotrópica do carbono, possuem muitas propriedades interessantes e prometem muitas aplicações.
O que são os nanotubos de carbono?
São moléculas cilíndricas feitas de átomos de carbono com diâmetro de escala nanométrica e comprimento em escala micrométrica ou milimétrica. Consistem em uma folha de grafeno enrolada, ligando as extremidades opostas.
![nanotubo de carbono a partir do grafeno](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2022/05/cnt-from-graphene.jpg)
![nanotubos de carbono concêntricos](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2022/05/Nanotubo-de-carbón-de-4-capas.jpg)
![nanotubos de carbono](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2022/05/dressel2-1024x926.jpg)
Propriedades
As propriedades de um nanotubo de carbono dependem se este possui uma ou multíplas paredes e da forma como é enrolado.
Enrolando o grafeno
![](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2022/05/sensors-19-02464-g001-1024x937.jpg)
Os dois números entre parênteses (n,m) formam o vetor quiral ().
Onde e são vetores unitários, cujos módulos são iguais a 1.
![vetores dos nanotubos de carbono](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2022/05/sensors-19-00392-g002-1024x805.jpg)
Obtendo a fórmula do ângulo quiral .
O diâmetro () do tubo.
Onde é o comprimento da ligação covalente entre dois átomos de carbono, que é 1,42 Å (angstrom).
1 Å =
Os números inteiros m e n determinam se um nanotubo é condutor ou semicondutor.
Outras propriedades dos nanotubos de carbono (NTC)
- Todos os nanotubos apresentam grande resistência à tração, são 100 vezes mais resistentes que o aço com apenas 1/6 da densidade.
- São excelentes condutores de calor. A condutividade térmica pode chegar até a 6000 (watt por metro vezes Kelvin).
- Como são feitos de grafeno, o módulo de Young (mede resistência à deformação elástica) é próximo de 1000 GPa, lê-se gigapascals.
- Os nanotubos de carbono matam as células dos seres vivos ao entrarem em contato com estas.
Alguns exemplos de aplicações
- Materiais compostos com nanotubos de múltiplas paredes podem ter maior resistência ao desgaste e à ruptura, com menor peso.
- Os NTC condutores possuem condutividade melhor que a do cobre. Poderão um dia serem usados na transmissão de energia elétrica.
- É possivel colocar nanotubos semicondutores em transistores de efeito de campo, para fazer a ligação entre os terminais dreno (drain) e fonte (source). Criando circuitos menores e de alto desempenho.
![transistor com um nanotubo de carbono](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2022/05/2-Figure1-1.png)
![](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2022/05/431fd-dc8ecf15-8bec-4348-ae44-af24f0999724.jpg)
- Podem ser usados em sensores eletroquímicos ou biológicos.
![sensor de hidrogênio com nanotubos de carbono](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2022/05/id2887.jpg)
Os nanotubos de carbono ainda são muito caros para serem fabricados em massa.