Fio de nanotubo de carbono, músculo e folhas transparentes

Nanotubos de carbono Nanotubos de carbono (CNTs) têm alta resistência e módulo, alta condutividade elétrica e térmica, são estáveis ​​em temperaturas relativamente altas e baixas. Os nanotubos individuais podem ser 100 vezes mais fortes do que o aço.
Para explorar efetivamente as propriedades excepcionais dos nanotubos individuais em várias aplicações, fios de CNT puros contínuos e fios compostos de alto teor de CNT precisam ser fabricados.
Fibras PAN reforçadas de MWCNTs e CNT / fios de bambu celulósicos contínuos podem ser usados ​​para fabricar produtos multifuncionais preenchidos com CNTs por eletrofiação. Este processo pode dar melhorias significativas nas propriedades mecânicas, térmicas e elétricas do fio pela incorporação de CNT nas nanofibras. As fibras SWCNT também podem ser fabricadas a partir de soluções de cristal líquido para obter fibras CNT contínuas e puras.
Fabricação de fios CNT
Um fio de fibra de CNT contínuo usando vários fios de nanotubos de carbono de parede dupla de alta pureza pode ser fabricado em um reator de fluxo de gás CVD horizontal com densificação de vapor de água pelo processo de fiação. O vapor de água é usado para obter o encolhimento homogêneo do conjunto tipo meia CNT com rosca densa de espessura de 1–3 mm e estrutura altamente porosa (99%) com propriedades mecanicamente fortes e eletricamente condutivas. O fio CNT pode ter uma bobinagem contínua bem controlada. O fio pode ser infiltrado com polímeros para formar um compósito e misturado com outros fios para formar uma mistura a ser usada em várias aplicações estruturais e funcionais baseadas no CNT.
Músculos artificiais feitos de CNT Os nanotubos de carbono podem ser usados ​​para construir músculos artificiais, assim como os CNTs podem ser transformados em fios que são cilindros ocos sem costura feitos de camadas de grafite.
Os pesquisadores afirmam que os músculos artificiais desenvolvidos por eles podem fornecer contrações grandes e ultrarrápidas para levantar pesos 200 vezes mais pesados ​​do que o possível para um músculo natural do mesmo tamanho. Mas, no momento, o músculo artificial não é adequado para substituir diretamente os músculos do corpo humano.
Fazer músculos CNT
Os músculos artificiais são feitos pela infiltração de uma cera de parafina que altera o volume em um fio torcido feito de nanotubos de carbono. Aquecer o fio preenchido com cera, seja eletricamente ou usando um flash de luz, faz com que a cera se expanda, o volume do fio aumente e o comprimento do fio se contraia.
O aumento do volume do fio e a diminuição do comprimento resultam porque da estrutura helicoidal produzida pela torção do fio.
Aplicações dos músculos
Esses músculos fios são simples e possuem alto desempenho e a contração ou atuação muscular pode ser ultra rápida, ocorrendo em 25 milésimos de segundo tanto para atuação quanto para reversão. Eles podem ser usados ​​para diversas aplicações em robôs, cateteres para cirurgia minimamente invasiva, micromotores e misturadores para circuitos microfluídicos, sistemas ópticos sintonizáveis, microválvulas, posicionadores e até brinquedos.
Folhas de nanotubos de carbono
Há dificuldades em montar os trilhões de nanotubos em objetos de tamanho macro sem o uso de ligantes. Esse aspecto tem retardado o crescimento das aplicações práticas.
Ao girar simultaneamente os nanotubos de carbono em matrizes de nanotubos orientados verticalmente (florestas) largas e longas folhas transparentes podem ser formadas. Essas lâminas de nanotubos autossustentáveis ​​são inicialmente formadas como um gel aero condutor eletronicamente altamente anisotrópico que pode ser densificado em lâminas finas fortes. Essas folhas de nanotubos têm sido usadas para a colagem de plásticos por micro-ondas e para a fabricação de eletrodos transparentes altamente elastoméricos; fontes planas de radiação de banda larga polarizada; realização de apliques; e diodos emissores de luz orgânicos flexíveis.