Cosa sono i Nanotubi?



2008: i nanotubi vincono le elezioni americane!
http://www.nanobama.com

Scarica l'intro della tesi sui nanotubi!
nanotubi.pdf (1019 kb)

A grande richiesta: il capitolo 3 della tesi:
nanotubi vol 3 (353 kb)


Come tutti voi saprete certamente ( e se non lo sapete e' ora che lo impariate), il carbonio può esistere in natura sotto varie forme, dette forme allotropiche, tra cui le più famose sono il diamante (quello che la vostra ragazza e/o moglie desidera tanto) e la grafite (quella che c'e' nelle matite).
Entrambi sono formati da carbonio puro, ma hanno caratteristiche completamente diverse: la grafite e' una cosa nera e molliccia, mentre il diamante e' durissimo (e forse e' per questo che le donne lo amano tanto) e trasparente.

diamante
diamante

Forse voi vi chiedete il perché di questa differenza, e questo dimostra che durante le lezioni di chimica vi facevate i fattacci vostri. 
Il Maranza, nella sua infinita bontà, vi svelerà l'arcano. 

Un atomo di carbonio ha 4 elettroni liberi che, in quanti tali, provano un irrefrenabile desiderio di accoppiarsi con altri elettroni.
Nel caso del diamante, tutti e 4 gli elettroni sono regolarmente accoppiati con gli elettroni di altri atomi di carbonio, formando così una struttura tetraedrica (cioè a forma di piramide triangolare equilatera), con un carbonio al centro e altri quattro agli spigoli, con gli elettroni in mezzo (vedi immagine).
Questo tipo di legame e' molto forte, ed e' per questo che il diamante e' così duro.
La grafite, invece, essendo più libertina, riesce ad accoppiare stabilmente solo tre elettroni su quattro, e lascia il quarto elettrone libero di cazzeggiare.

In questo modo ogni atomo e' legato ad altri tre, formando una specie di stella triangolare.
Tanti atomi tutti insieme danno una struttura planare riempita da esagoni i cui vertici sono, appunto, gli atomi di carbonio.

grafiteNell'immagine qui a lato potete vedere uno strato di grafite, con tutti gli atomi (quelli rossi) belli accoppiati tra loro. Gli elettroni liberi non sono visibili per motivi di censura.La grafite e' formata da un'infinita' di questi strati sovrapposti.
 Il problema e' che tutti gli elettroni che non si sono accoppiati se ne stano a cazzeggiare tra uno strato e l'altro, facendo una specie di gigantesca orgia molecolare.
I vari strati di grafite scivolano perciò molto facilmente l'uno sull'altro, rendendo la grafite morbida e friabile. E a questo punto voi tutti vi chiederete:  e i nanotubi che cavolo c'entrano?

Ok, ok, adesso ci arrivo. 
Dovete dunque sapere che nel 1985 un tale Smalley, di professione scienziato americano, ha scoperto che in determinate occasioni (principalmente nei week-end), gli atomi di carbonio si ritrovano in gruppi da 60 per formare dei palloni da calcio detti Fullereni ( vedi immagine qui a lato). Il motivo di tutto ciò e' tuttora ignoto e, tutto sommato, di scarso interesse, ma, dato  che a causa di questa incredibile scoperta Smalley ha vinto il Nobel, molti ricercatori si sono lanciati con vigore per scoprire cosa altro fa il carbonio nel tempo libero.

Ed ecco che il solito giapponese (che, come tutti i giapponesi e' bravissimo a copiare le idee altrui, come ad esempio il sushi che in realtà è stato inventato da un pizzaiolo napoletano, o il judo, che e' la brutta copia di un'antichissima arte marziale sarda), scopre che, dopo la solita partitella a pallone, la grafite per rilassarsi si arrotola su se stessa per formare delle specie di piccolissime canne in carbonio, che prendono appunto il nome di nanotubi. E questo risolve il problema degli elettroni cazzeggioni, che possono continuare tranquillamente a cazzeggiare senza dare fastidio.

nanotuboCiò implica che un nanotubo in carbonio e' molto flessibile, ma circa 10 volte più resistente dell'acciaio se sottoposto a trazione, perché non e' a strati come la grafite, ma se ne sta tutto solo soletto (in questo caso l'unione non fa la forza). In più lo si può riempire con un sacco di cose diverse ed utilizzarlo come supporto di catalisi, dato che ha un 'elevatissimo rapporto superficie/peso. 
Come se non bastasse, ha anche delle bizzarre proprietà elettriche che lo rendono uno dei possibili sostituti del silicio per i computer di nuova generazione.
Il grosso problema e' che rollare un nanotubo non e' proprio la cosa più facile del mondo, ed e' per questo che la prestigiosissima Ecole Nationale Superieure de Chimie de Toulouse ha chiesto aiuto all'unico uomo sulla faccia della terra in grado di convincere gli atomi di carbonio ad arrotolarsi su se stessi senza protestare.
Inutile aggiungere che quest'uomo e ' il Maranza.


RISULTATI OTTENUTI :

Che ci crediate o no, alla fine sono riuscito davvero a fare dei nanotubi.
Anzi, dirò di più, sono venuti talmente bene che mi hanno anche pubblicato un articolo su una rivista scientifica americana ("Carbon", che è per i nanotubisti quello che "Idraulica e spurghi" è per i tubisti normali)

Giusto per tirarmela un po' metto qui le foto dei nanotubi e, già che ci sono, anche della mia tesi.
Ah, quasi dimenticavo...chiamatemi pure Ingegner Maranza

il mio primo nanotubo
tesi del maranza

 

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