Estudo das dispersões aquosas de nanotubos de carbono utilizando diferentes surfactantes

Abstract

Recebido em 7/12/11; aceito em 9/8/12; publicado na web em 27/11/12 STUDY OF AQUEOUS DISPERSIONS OF CARBON NANOTUBES USING DIFFERENT SURFACTANTS. The dispersion of carbon nanotubes in water for their utilization in nanoscale devices is a challenging task. Comparative studies on interaction and dispersion of multi-wall carbon nanotubes (MWNT) using two different surfactants (sodium dodecyl sulfate, SDS, and polyoxyethylenesorbitanmonooleate, Tween 80) are presented. The interaction between carbon nanotubes and surfactants was studied by tensiometry, conductivimetry, and fluorimetry. The dispersions of MWNT in surfactants were characterized using a UV-vis spectrophotometer. For effective dispersion, the minimum weight ratio of MWNT to surfactant was 1:41 and 1:3 for SDS and Tween 80, respectively.Keywords: carbon nanotube; surfactant; dispersion. INTRODUÇÃOOs nanotubos de carbono (CNTs) foram observados pela primeira vez por Iijima, 1 em 1991, e desde então têm recebido muita atenção devido às suas propriedades físicas exclusivas.2,3 Os CNTs exibem excelentes propriedades mecânica, elétrica, magnética e térmica, diâmetro de escala nanométrica, bem como razão de aspecto alta (~1000) em comparação com os silicatos lamelares (~200), que os tornam um elemento ideal de reforço para compósitos de polímeros. 3,4 Em diversas das suas importantes aplicações, os CNTs somente apresentam suas propriedades únicas se estiverem em uma dispersão altamente homogênea.5 No entanto, CNTs são pouco solúveis na maioria dos solventes. Devido à forte atração de van der Waals, eles exibem uma tendência a se agregarem e formarem grandes agregados de difícil dispersão. 6 No intuito de obter dispersões homogêneas, duas alternativas diferentes estão atualmente sendo utilizadas para dispersar os nanotubos de carbono, por exemplo, métodos mecânicos (físicos) ou métodos químicos. O uso de métodos mecânicos, como ultrassonicação e agitação com alta taxa de cisalhamento, permite a separação dos nanotubos uns dos outros. Além destes métodos fragmentarem os nanotubos durante o processo, causando a diminuição da razão de aspecto, também são métodos ineficientes e consomem tempo e energia elevados. Os métodos químicos usam surfactantes ou modificações químicas para alterar a energia de superfície dos CNTs, melhorando as características de molhabilidade e adesividade, e aumentam a estabilidade da dispersão no solvente. A funcionalização covalente inclui a ligação de diferentes grupos funcionais nas paredes dos nanotubos de carbono. No entanto, funcionalizações químicas agressivas causam um aumento nos defeitos nas paredes laterais, o que pode alterar as propriedades mecânicas e elétricas dos CNTs. geralmente é necessária uma alta concentração de surfactantes para se obter dispersões estáveis de CNTs, que é inconveniente devido ao alto custo dos surfactantes, seus impactos ambientais e por restringir o uso destas suspensões em materiais compósitos. 9Considerando a relevância dos surfactantes nas dispersões de CNTs, o objetivo do presente estudo foi comp...

First synthesis of aminonaphthoquinones derived from lawsone in a colloidal dispersion system created by a Brønsted acid-surfactant-combined catalyst in water: An environmentally friendly protocol

“…The reactions were performed with lawsone (1 mmol), pnitrobenzaldehyde (1 mmol) and p-nitroaniline (1 mmol) with 20 mol% catalyst (Entries 13) in H 2 O (10 mL) at room temperature. The quantity of Tween 80® (entry 4) was established based on its critical micelle concentration (CMC) 0.012 mmol·L − 1 (0.012 mol%) in water at room temperature [14].…”

Estudo comparativo da dispersão de nanotubos de carbono e sua adição em um cimento endodôntico à base de óxido de zinco e eugenol

“…No entanto, são pouco solúveis na maioria dos solventes. Devido à forte atração de van der Waals, eles exibem uma tendência a se agregarem e formarem grandes agregados de difícil dispersão 9,10,11 .…”

“…Uma ampla variedade de surfactantes (aniônico, catiônico e não iônico) têm sido estudada para dispersões de NTC, como lauril sulfato de sódio (SDS), dodecil benzeno sulfato de sódio (SDBS), brometo de cetiltrimetil amônio (CTAB), brometo de dodeciltrimetil amônio (DTAB) e a família dos surfactantes Tween. Os estudos indicam que os surfactantes produzem um eficiente recobrimento da parede dos NTC e induzem repulsões eletroestáticas e/ou estéricas, que poderiam contrabalancear as atrações de van der Waals entre os NTC e possibilitar o seu uso na área de biomateriais 9,11 .…”

“…De acordo com Silva et al 11 , no intuito de obter dispersões homogêneas, duas alternativas diferentes são atualmente utilizadas para dispersar os nanotubos de carbono: os métodos mecânicos (físicos) e métodos químicos. Os métodos mecânicos usam a ultrassonicação e agitação, o que permite a separação dos nanotubos uns dos outros.…”

DFT Study on the Mechanistic, Energetic and Structural Aspects of Adsorption of Tirapazamine Onto Pristine and Functionalized Carbon Nanotubes

“…Also, the interaction of carbon nanotubes with organic and inorganic molecules has been extensively studied. [18][19][20][21][22] Physical adsorption via π -stacking or van der Waals interaction does not cause any considerable modification in CNTs. 23,24 On the other hand, covalent functionalization perturbs the physical and chemical properties of the nanotube but improves the solubility and compatibility of CNTs.…”