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Funzionalizzazione superficiale di nanotubi di carbonio a parete multipla e applicazioni

  • April 25,2024.
I nanotubi di carbonio a parete multipla (MWCNT) presentano resistenza eccezionale, conduttività metallica o semiconduttrice unica, capacità di stoccaggio dell'idrogeno, capacità di adsorbimento, forte assorbimento di microonde, rendendoli il materiale preferito per varie applicazioni high-tech nel settore aerospaziale, aeronautico, elettronico e meccanico. ingegneria. Le principali sfide che ostacolano l’applicazione diffusa dei nanotubi di carbonio sono la loro disperdibilità e compatibilità con i materiali della matrice, che possono essere affrontate attraverso la funzionalizzazione superficiale dei nanotubi di carbonio. La funzionalizzazione superficiale dei nanotubi di carbonio prevede l'introduzione di gruppi funzionali sulle loro superfici per migliorarne la solubilità, la disperdibilità e la compatibilità con altri materiali. Ecco alcuni metodi comuni di funzionalizzazione superficiale per i MWCNT e le loro applicazioni:

1. Carbossilazione : l'introduzione di gruppi funzionali carbossilici (-COOH) sulla superficie dei MWCNT ne migliora la solubilità, la disperdibilità e la compatibilità con i supporti catalitici, i biosensori, i sistemi di somministrazione dei farmaci e preparazione di materiali compositi funzionali.

2. Idrossilazione : l'introduzione di gruppi funzionali idrossilici (-OH) sulla superficie dei MWCNT migliora la loro solubilità e compatibilità con i sistemi acquosi. Gli MWNT idrossilati trovano ampie applicazioni in campi biomedici come il bioimaging, la somministrazione di farmaci, la coltura cellulare e l'ingegneria dei tessuti.

3. MWCNT di amminazione : l'introduzione di gruppi funzionali amminici (-NH2) sulla superficie dei MWCNT conferisce caratteristiche simili alle ammine. Gli MWNT aminati sono ampiamente utilizzati nei biosensori, nella catalisi, nell'elettrocatalisi e nei dispositivi elettronici.

4. MWCNT placcati in nichel : il rivestimento della superficie dei MWCNT con uno strato di nanoparticelle di nichel (Ni) ne migliora la conduttività e la stabilità termica, consentendo applicazioni più ampie in dispositivi elettronici, sensori e catalisi.

5. Grafitizzazione : sottoporre i MWCNT a un trattamento ad alta temperatura trasforma la loro struttura in una forma più simile alla grafite, nota come MWCNT grafitizzati. I MWCNT grafitati mostrano eccellenti proprietà meccaniche e conduttività, rendendoli adatti per applicazioni in materiali conduttivi, materiali compositi e supercondensatori.

In sintesi, la funzionalizzazione superficiale dei MWCNT offre un approccio versatile per personalizzare le loro proprietà ed espandere le loro applicazioni in un'ampia gamma di settori e campi.



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