Los
nanotubos de carbono son nanoestructuras compuestas exclusivamente por átomos
de carbono que presentan propiedades inusuales, muy valiosas para diseñar
nuevos dispositivos electrónicos, ópticos o fabricar nuevos materiales.
Os acordáis de lo que hablaba en el artículo
anterior dedicado al Grafeno, pues un nanotubo es una lámina de grafeno que se
enrolla sobre si misma para formar un tubo. El diámetro de estos tubos es de
apenas 1 nanómetro (un millón de veces más pequeño que un milímetro), pero, sin
embargo, su longitud puede ser de varios centímetros. Nunca antes se había
conseguido fabricar un tubo molecular con una proporción tan alta entre
longitud y diámetro.
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| Nanotubo de Carbono |
Dependiendo del grado de enrollamiento y la manera como
se conforma la lámina original, el resultado puede llevar a nanotubos de
distinto diámetro y geometría interna. Los nanotubos conformados como si las
esquinas de un folio se uniesen por sus extremos formando un canuto, se
denominan nanotubos monocapa o de pared simple ( SWCNT_ Single Wall Carbon
Nanotubes), sus extremos pueden estar cerrados por media espero de fulereno o
pueden estar abiertos . Existen también nanotubos cuya estructura se asemeja a
la de una serie de tubos concéntricos, incluidos unos dentro de otros a modo de
”muñecas matriuskas” y lógicamente de grosores crecientes desde el centro a la
periferia, son los nanotubos de carbono de pared múltiple ( MWCNT_ Multiwall
Carbon Nanotubes).
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| SWCNT |
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| MWCNT |
Descubrimientos
Me
gustaría mencionar al descubridor de los nanotubos de carbono, el japonés
nacido en el año 1939 Sumio Iijima, que posee entre otros premios el Principe
de Asturias de la Investigación Cientifica y Técnica 2008. Es licenciado en
Ingeniería por la Universidad de Electrocomunicaciones de Tokio (1963), se doctoró en Física por la
Universidad de Tohoku en 1968. El descubrimiento se realizo en el año 1991
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| Sumio Iijima |
Metodos
de fabricación
Son
tres los principales métodos de producción de nanotubos de carbono
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Ablación láser
-
Descarga de arco voltaico
-
CVD (Chemical vapor deposition) Deposición
química de vapor
El siguiente enlace es de un video muy aclaratorio de los metodos de obtención de Nanotubos de Carbono
Propiedades.
Tiene
excepcionales propiedades mecánicas y eléctricas. Es el material más duro que
se conoce, más incluso que el diamante. Como ejemplo de esta dureza, se puede
decir que un cm cuadrado de sección de este material soportaría un peso de 1000
toneladas, 100 veces mas que un cable de acero.
Respecto
a sus propiedades electrónicas son excepcionales. La resistencia eléctrica es
extremadamente baja, debido a que los electrones apenas colisionan en su
camino. Esto hace que los nanotubos tengan altísimas movilidades electrónicas y
soporten densidades de corriente eléctrica miles de veces más grandes que los
mejores cables de cobre.
Estos
nanotubos se usan y usarán en diversas áreas, por ejemplo añadidos a
termoplásticos para darles más conductividad o al aluminio con lo que este
eleva enormemente su dureza , pasando a tener niveles de resistencia a la
tracción similares a los del acero.
Ingenieros
del MIT han desarrollado una tecnología basada en nanotubos de carbono y
destinada al almacenamiento de energía.
Esta aplicación permite un almacenamiento energético indefinido, con
dispositivos que se recargan por la exposición al sol y supone un coste menor
que el de otras alternativas. Evita inconvenientes con el uso de productos
químicos que se degradan después de algunos ciclos, como sucede con el rutenio.
Señalar que es un método útil para aplicaciones de calefacción, en el caso de
la producción de electricidad se requiere un proceso de conversión, el uso de
dispositivos termoeléctricos o la producción de vapor para poner en marcha un
generador.
Este segundo enlace muestra como podemos utilizar los Nanotubos de Carbono
Producción
Industrial
El
uso de los nanotubos de carbono en la industria es cada vez más habitual, por
lo que su demanda aumenta por momentos. Eso hace que la grandiosa empresa
farmacéutica Bayer tenga la mayor fábrica del mundo de estos nanotubos en
Alemania, concretamente en Leverkusen. Ha costado 22 millones de euros y tiene
capacidad de producción de 200 toneladas de Baytubes ( nanotubos de carbono de
Bayer).
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| Nanotubos de Carbono |
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