Los nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) son un tipo de nanotubo de carbono formado por una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal enrollada en un cilindro sin juntas.
El diámetro de los SWCNT suele oscilar entre 0,7 y 2 nanómetros.
Su longitud puede alcanzar desde varios micrómetros hasta centímetros.
Explicación de 5 puntos clave
1. Estructura derivada del grafeno
La estructura de los SWCNT se deriva del grafeno, una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red bidimensional en forma de panal.
Para formar un SWCNT, esta lámina de grafeno se enrolla formando un tubo, y los bordes de la lámina se juntan para formar los extremos del tubo.
2. Vector quiral (C h)
El vector quiral (C h) define cómo se enrolla la lámina de grafeno para formar el nanotubo.
Se representa medianteC h = na 1 + ma 2, dondea 1 ya 2 son los vectores unitarios de la red de grafeno, y n y m son números enteros.
El par (n, m) define de forma única un SWCNT específico.
3. Ángulo quiral (θ)
El ángulo quiral (θ) es el ángulo entre el eje del tubo y la dirección en zigzag de la red de grafeno.
Los SWCNT en zigzag tienen un ángulo quiral de 0°.
Los SWCNT de silla de brazos tienen un ángulo quiral de 30°.
Todos los demás SWCNT se denominan quirales con ángulos quirales entre 0° y 30°.
4. Propiedades y aplicaciones
La estructura única de los SWCNT les confiere propiedades excepcionales, como una gran resistencia a la tracción, una excelente conductividad eléctrica y una elevada conductividad térmica.
Estas propiedades hacen que los SWCNT sean adecuados para una gran variedad de aplicaciones, como en electrónica (transistores, sensores), materiales compuestos (refuerzo en materiales) y almacenamiento de energía (baterías y supercondensadores).
5. Técnicas de síntesis
Los SWCNT se suelen sintetizar mediante técnicas como la deposición química de vapor (CVD).
Esto implica la descomposición de un gas que contiene carbono a altas temperaturas sobre la superficie de un catalizador.
Los parámetros del proceso, como la temperatura, la presión y el caudal de gas, influyen significativamente en la calidad y el rendimiento de los SWCNT producidos.
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