Nanotuburi de Carbon

Nanotuburile de carbon fac parte dintr-o categorie speciala de obiecte datorita potentialului vast pentru aplicatii. Ele sunt materiale sintetice cu structura derivata din cea a grafitului natural. Un nanotub de carbon poate fi definit ca un plan de grafit ce se inchide formand un cilindru gol care are numai atomi de carbon .

Nanotuburile de carbon (CNT) sunt forme alotropice de carbon cu o nanostructura care poate avea un raport lungime -diametru de mai mare de 10000. Aceste molecule cilindrice de carbon prezinta proprietati ce le fac utile in multe aplicatii in nanotehnologie, electronica, optica si alte domenii de stiinta materialelor. Acestea manifesta o duritate si conductibilitate electrica foarte bune si sunt deasemenea foarte buni conductori de caldura. Nanotuburile fac parte din familia structurala a fulerenelor si se clasificain nanotuburi cu un singur perete si nanotuburi cu mai multi pereti. Natura legaturilor dintr-un nanotub este descrisa de chimia cuantica aplicata, in special prin hibridizare orbitala. Legaturile chimice din nanotuburi sunt compuse in intregime din legaturi sp?, similare cu cele de grafit.Acest tip de legaturi , care sunt mai puternice decat legaturile de tipsp? gasite in structura diamantului asigura duritatea unica a moleculelor . Nanotuburile se aliniaza natural in "franghii" tinute la un loc de forte Van der Vaals. Sub presiuni ridicate , nanotuburile pot fuziona , cedand anumite legaturi sp? pentru legaturi sp? , dand posibilitatea producerii unor fire dure si cu o lungime nelimitata.

Nanotuburi de carbon cu un singur perete(SWNT)

Cele mai multe nanotuburi cu un singur perete (SWNT) au un diametru de aproape 1 nanometru , si o lungime a tubului care poate fi de mii de ori mai mare. Structura unui SWNT poate fi conceputa prin invaluirea cu un strat de grafit de grosime atomica numit grafin , intr-un cilindru. Modul in care stratul de grafin este invaluit este reprezentat de o pereche de indici (n,m)numit vectorul chiral. Numerele intregi n si m dau numarul vectorilor unitate de-a lungul a doua directii in structura cristalului hexagonal al grafinului. Daca m=0 nanotuburile sunt numite zig-zag. Daca m=n, nanotuburile sunt numite ,, fotoliu". In rest , acestea sunt numite ,,chirale".

Nanotuburi de carbon cu mai multi pereti(MWNT)

Nanotuburile cu mai multi pereti (MWNT) sunt formati din mai multe straturi de grafin rulate in jurul propriei axe pentru a realiza o forma de tub. Exista doua modele ce pot fi folosite pentru a descrie structurile MWNT. In cazul modelului papusii rusesti(Matrioshka), straturi de grafit sunt aranjate in cilindriconcentrici , de exemplu un SWNT de (0,8) cu un SWNT de (0,10).Modelul pergamenteste realizat dintr-un singur strat de grafit rulat in jurul propriei axe ,asemeni unui sul de pergament.Este necesar deasemenea ca nanotuburile cu pereti dubli (DWNT) sa fie mentionate in aceaste introducere , deoarece acestea prezinta o morfologie si proprietati comparabile cu cele ale SWNT , dar totodata o imbunatatire a rezistentei fata de materialele chimice. Acest lucru este foarte important cand functionalizarea este necesara pentru a conferi noi proprietati nanotuburilor de carbon. In cazul SWNT, functionalizarea covalenta va rupe anumite legaturi duble C=C , creand ,,goluri" in structura nanotubului , astfel modificandu-i atat proprietatile macanice cat si cele electrice ,pe cand in cazul DWNT, numai peretele exterior este modificat.