Nanotubos de carbono: propriedades e funcionalização

Abstract

O carbono é um dos elementos mais abundantes na Natureza e, até há 20 anos atrás apenas se conheciam duas formas alotrópicas livres: a grafite e o diamante. A descoberta de uma terceira forma, o fulereno, despoletou um novo interesse pelo estudo e aplicações do carbono, conduzindo à síntese de novas formas alotrópicas designadas por nanotubos de carbono. Pouco tempo depois, entrávamos na era das nanociências. O grande desafio das nanociências reside no facto de, à escala nanométrica, os materiais apresentarem propriedades e comportamentos distintos do que acontece à escala macro, em virtude de os efeitos térmicos e quânticos passarem a ser muito importantes e a superfície dos sistemas passar a ser mais relevante do que o seu volume. Tornam-se assim necessários estudos relevantes sobre o comportamento dos nanotubos de carbono neste contexto. Neste trabalho passar-se-ão em revista algumas importantes propriedades dos nanotubos de carbono, bem como alguns fatores de que dependem, e ilustrar-se-á a dopagem de nanotubos de carbono com silício e o grupo carboxílico, por simulação computacional.Carbon is one of the most abundant elements in nature and even until 20 years ago only two free allotropic forms were known: graphite and diamond. The discovery of a third form, fullerene, has triggered renewed interest in the study and applications of carbon, leading to the synthesis of new allotropic forms of carbon known as nanotubes. Shortly thereafter, we entered the era of Nano science. The great challenge of Nano science is that, at Nano-scale, materials present different properties and behavior from what happens at the macro scale, as a result of thermal and quantum effects becoming very important and the component surface becoming more relevant than its Thus, it becomes necessary to carry out studies on the behavior of carbon nanotubes in this context. This work will review some important properties of carbon nanotubes as well as some factors which they depend on and will illustrate the doping of carbon nanotubes with silicon and the carboxylic group by computer simulation.El carbono es uno de los elementos más abundantes en la naturaleza y hasta hace 20 años solamente eran conocidas dos formas libres alotrópicas: el grafito y el diamante. El descubrimiento de una tercera forma, fullereno, ha provocado un renovado interés en el estudio y las aplicaciones de carbono, lo que lleva a la síntesis de nuevas formas alotrópicas de carbono conocidas como nanotubos. Poco después, entramos en la era de la nano ciencia. El gran desafío de la nano ciencia es que los materiales de nano escala presentan comportamiento y propiedades diferentes de lo que sucede con la escala macro, debido a los efectos cuánticos y térmicos empezar a ser muy importantes y la superficie de los sistemas ser más relevante que su volumen. Así es necesario nuevos estudios sobre el comportamiento de los nanotubos de carbono en este contexto. En este trabajo se pasará revista a algunas propiedades importantes de los nanotubos de carbono, así como algunos factores de que dependen, y se ilustrará el dopaje de los nanotubos de carbono con el silicio y el grupo carboxílico por simulación con ordenador.