الأنابيب النانوية الكربونية النانوية (CNTs) موصلة للغاية بسبب بنيتها وخصائصها الفريدة. وهي في الأساس أنابيب أسطوانية من الكربون بأقطار تقاس عادةً بالنانومتر. وترتّب ذرات الكربون في نمط شبكي سداسي الشكل، على غرار ذلك الموجود في الجرافيت، وهو شكل عالي التوصيل من الكربون. ويسمح هذا الترتيب لذرات الكربون في CNTs بتدفق الإلكترونات بكفاءة، مما يجعلها موصلات ممتازة للكهرباء.
البنية والتوصيلية:
إن بنية ألياف CNTs هي مفتاح توصيلها للكهرباء. ويمكن أن تكون أحادية الجدار (SWCNTs) أو متعددة الجدران (MWCNTs)، وغالباً ما تُظهر الأنواع أحادية الجدار توصيلية أعلى. وتشكّل الشبكة السداسية لذرات الكربون أنبوبًا غير ملحوم، ويسهّل عدم تمركز الإلكترونات عبر هذه البنية نقل الإلكترونات. وهذا مشابه للطريقة التي تتحرك بها الإلكترونات في المعادن، حيث لا تنحصر الإلكترونات في ذرات فردية بل يمكنها التحرك بحرية في جميع أنحاء المادة.الخواص الكهربائية:
يمكن أن تكون ألياف CNTs إما معدنية أو شبه موصلة، اعتمادًا على اتجاه الشبكة السداسية. وتتمتع الألياف CNTs المعدنية ببنية نطاق متصلة، مما يسمح للإلكترونات بالتحرك بحرية، وهو ما يؤدي إلى توصيلية كهربائية عالية. ومن ناحية أخرى، تتمتع أشباه الموصلات CNTs شبه الموصلة بفجوة نطاق يمكن التلاعب بها لتطبيقات إلكترونية محددة. إن القدرة على ضبط الخصائص الإلكترونية لأنابيب النفثالينات المدمجة من خلال التحكم في بنيتها يجعلها متعددة الاستخدامات في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك إضافات موصلة في البطاريات والمكثفات.
تطبيقات في تخزين الطاقة:
في سياق تخزين الطاقة، تُستخدم ألياف CNTs كإضافات موصلة في الأقطاب الكهربائية. تسمح الموصلية العالية لهذه الأقطاب بنقل الإلكترونات بكفاءة أثناء دورات الشحن والتفريغ، مما يعزز أداء البطاريات والمكثفات. كما تساهم الخواص الميكانيكية لنقاط النفثالينات CNTs في فائدتها في هذه التطبيقات، حيث توفر دعماً هيكلياً ويمكن أن تتيح استخدام أقطاب كهربائية أكثر سمكاً، وبالتالي زيادة كثافة الطاقة.
الاعتبارات البيئية:
