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Allotropi del carbonio
Allotropi del carbonio: un atomo di carbonio può formare vari tipi di allotropi. Nelle strutture 3D, il diamante e la grafite sono gli allotropi del carbonio. Il carbonio forma anche allotropi a bassa dimensione (2D, 1D o 0D) noti collettivamente come nanomateriali di carbonio. Esempi di tali nanomateriali sono nanotubi di carbonio 1D (CNT) e fullereni 0D. Nell’elenco dei nanomateriali di carbonio, il grafene è noto come singolo strato 2D di grafite.
Allotropi del carbonio: Il carbonio, l’elemento comune nei composti organici, è noto per esistere in due forme allotropiche, diamante e grafite. Nel 1985 fu scoperta una terza forma di carbonio chiamata fullereni. I fullereni sono grandi molecole a gabbia di carbonio considerate analoghi tridimensionali del benzene. La forma più abbondante di fullereni è Buckminster fullerene (C60) con 60 atomi di carbonio disposti in una struttura sferica. Una molecola C60, noto anche come Buckyball o Buckminsterfullerene, è di circa 7 Å di diametro. Le molecole C60 si condensano per formare un solido di molecole debolmente legate. Questo stato cristallino è chiamato fulleriti.
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I nanotubi di carbonio (CNT) sono fatti arrotolando un foglio di grafene in un cilindro. Queste nanostrutture sono costruite con un rapporto lunghezza-diametro fino a (1,32 × 108): 1 che è significativamente più grande di qualsiasi altro materiale. Come suggerisce il nome, il diametro del nanotubo è nell’ordine di pochi nanometri, mentre possono essere lunghi fino a 18 centimetri. I CNT sono i candidati più promettenti nel campo della nanoelettronica, in particolare per le applicazioni di interconnessione. I CNT metallici hanno suscitato molto interesse di ricerca per la loro applicabilità come interconnessioni VLSI a causa dell’elevata stabilità termica, dell’elevata conduttività termica e della grande capacità di trasporto di corrente. Un CNT può trasportare una densità di corrente superiore a 103 MA / cm2, che può migliorare le prestazioni elettriche ed eliminare i problemi di affidabilità della migrazione elettrica che affliggono le interconnessioni Cu su nanoscala di corrente.
Sia CNTS che GNRs (graphene nano ribbons) possono essere intesi come strutture derivate da un foglio di grafene. Un foglio di grafene è un singolo strato di atomi di carbonio confezionato in struttura reticolare a nido d’ape 2D. Il CNT, considerato come foglio di grafene arrotolato, ha i bordi del foglio uniti insieme per formare un cilindro senza cuciture. I CNT possono essere classificati a zigzag e strutture a poltrona.
Per i CNT a poltrona, gli indici chirali n1 e n2 sono uguali mentre per i CNT a zigzag, n1 o n2 = 0. Per altri valori di indici, i CNT sono noti come chirali. A seconda delle loro diverse strutture, i CNT possono presentare proprietà metalliche o semiconduttive. I CNT della poltrona sono sempre metallici, mentre i CNT a zigzag sono metallici o semiconduttori in natura. Statisticamente, un mix naturale di CNTS avrà 1/3rd metallico e 2 / 3rd chiralità semiconduttori. A seconda del numero di fogli di grafene arrotolati concentricamente, i CNT sono anche classificati in CNT a parete singola (SWNT), a doppia parete (DWNT) e Multiwalled (MWNT). La struttura di SWNT può essere concettualizzata avvolgendo uno strato di grafene spesso un atomo in un cilindro senza soluzione di continuità. MWNT consiste di due o più numeri di strati concentrici arrotolati di grafene. DWNT è considerato come un tipo speciale di MWNT in cui sono presenti solo due fogli di grafene arrotolati concentricamente.
Sintesi di nanotubi di carbonio
Allotropi di carbonio: la deposizione chimica da vapore è il metodo più promettente per la produzione di massa di nanotubi di carbonio. Funziona a temperature molto più basse e produce nanotubi in quantità maggiori rispetto alla scarica ad arco o alla vaporizzazione laser.
Nanoshel è il maestro della sintesi di nanotubi di carbonio a parete multipla (MWNTs) e nanotubi di carbonio a parete singola (SWNTs) mediante la deposizione chimica catalitica da vapore. I nanotubi di carbonio (CNT) sono nanostrutture uniche con notevoli proprietà elettroniche e meccaniche e hanno suscitato un enorme interesse in tutto il mondo. Catalytic Chemical Vapor deposition (CCVD) è attualmente la tecnica più promettente per produrre nanotubi di carbonio (CNT) su larga scala, a basso costo e su un luogo dedicato su un substrato. Il metodo consiste nella decomposizione di un gas contenente carbonio su un catalizzatore supportato. In contrasto con gli abbondanti tipi di fonti di carbonio utilizzate per la crescita dei CNT, la loro sintesi è limitata alla reazione di decomposizione termica della fonte di carbonio. L’ottimizzazione dei parametri di crescita rimane per lo più empirica.
La sintesi di evaporazione dell’arco, nota anche come scarica dell’arco elettrico, è stata a lungo conosciuta come il metodo migliore per sintetizzare i fullereni e genera anche nanotubi di carbonio di altissima qualità. Nanoshel sintetizza anche nanotubi di carbonio a parete multipla (MWNTs) e nanotubi di carbonio a parete singola (SWNTs) con il metodo di scarica ad arco. L’elevata temperatura dell’arco consente la formazione di CNT di altissima qualità strutturale adatti alla ricerca fondamentale. Spesso presentano proprietà, vicine a quelle previste dalla teoria.
Funzionalizzazione delle CNT
Come conseguenza delle loro proprietà fisiche insolite e del grande potenziale applicativo, i nanotubi di carbonio hanno attirato l’interesse dei ricercatori.
Più, le potenziali applicazioni richiedono una funzionalizzazione estesa di nanotubi di carbonio per renderli processo in grado e per sintonizzare le loro proprietà funzionalizzazione di CNTS con qualsiasi gruppo crea il nuovo tipo o nuova classe di materiale con nuove proprietà. La funzionalizzazione può anche aiutare a separare i tubi semiconduttori da quelli metallici, per purificare i nanotubi.
Nanoshel sta lavorando alla modifica di nanotubi di carbonio con vari gruppi funzionali per migliorare le proprietà, capacità di CNTS per le applicazioni più recenti. Inoltre, Nanoshel si occupa commercialmente di industrie che lavorano sia su CNTS che su CNTS funzionalizzati secondo il requisito.
Allotropi di carbonio: il team di ricerca di scienziati di Nanoshel sta lavorando alla batteria SLAC. Stanno cercando di scoprire nuovo materiale elettrolitico per una ricarica rapida e una scarica lenta. Il nuovo materiale elettrolitico può essere organico o inorganico. Gruppo di ricerca utilizzare MWCNT a composizione predefinita per migliorare la potenza di stoccaggio della batteria. L’obiettivo del nostro team è quello di sintetizzare batteria ad alta potenza e dimensioni compatte e stiamo lavorando su di esso.