NANOTUBOS DE CARBONO

En química , se denominan nanotubos a estructuras tubulares cuyo diámetro es del orden del nanómetro . Existen nanotubos de muchos materiales, tales como silicio o nitruro de boro pero, generalmente, el término se aplica a los nanotubos de carbono .

Representación esquemática de un nanotubo de carbono
Representación esquemática de un nanotubo de carbono

Los nanotubos de carbono son una forma alotrópica del carbono, como el diamante , el grafito o los fulerenos . Su estructura puede cosiderarse procedente de una lámina de grafito enrolladas sobre sí misma. 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. Estos tubos conformados como si los extremos de un folio se uniesen por sus extremos formando un canuto se denominan nanotubos monocapa .

Representación de un Nanotubo de carbono multicapa

Existen, también, nanotubos cuya estructura se asemeja a la de una serie de tubos concéntricos, incluidos unos dentro de otros, a modo de muñecas matrioskas y, lógicamente, de grosores crecientes desde el centro a la periferia. Estos últimos son los nanotubos multicapa Se conocen derivados en los que el tubo está cerrado por media esfera de fulereno, y otros que no están cerrados.

Se ha llevado a cabo una caracterización sistemática de nanotubos de carbono de capa única tras sucesivos pasos de purificación (tratamiento a reflujo con ácido nítrico, oxidación al aire y anelado). Durante el tratamiento a reflujo con ácido nítrico, la espectroscopía Raman reveló un desplazamiento de la distribución de diámetros de los nanotubos hacia tamaños menores, sin embargo, los procesos siguientes de oxidación y de anelado aumentaron el contenido de nanotubos de mayor diámetro.



Diferentes formas de realizar Nanotubos de Carbono:

Ablación láser

La configuración experimental más escueta consiste en un portasustrato y un portablanco. Un haz de alta intensidad de láser pulsado se hace incidir sobre el blanco, vaporizándolo y depositando una película delgada sobre el sustrato. Esta película son los Nanotubos de Carbono.

Figura de la ablación láser
Descarga de arco
Se produce entre dos electrodos enfrentados dentro de una atmósfera de gas inerte a baja presión. Por los electrodos de grafito, se hace pasar una corriente intensa, (cientos de amperios ) la cual hace sublimar los átomos de carbono, de la superficie de los electrodos, formando un plasma alrededor de estos. En un arco abierto al aire, y a presión normal, (una atmósfera ) el electrodo positivo alcanza una temperatura de unos 3.000 ºC.
Figura que muestra la descarga de arco
Deposición Catalítica en Fase de Vapor
Se prepara un sustrato con una capa de metal, como el níquel , cobalto , oro o una combinación de estos. El sustrato se calienta aproximadamente a unos 700 ºC.

Para iniciar el crecimiento de nanotubos, se mezclan dos gases en el reactor . Un gas de proceso (tal como amoniaco , nitrógeno , hidrógeno, etc) y otro gas que se usa como fuente de carbono (tal como acetileno , etileno , etanol , metano , etc.). Los nanotubos crecen en el lado del catalizador de metal.

Figura de Deposición Catalítica en Fase de Vapor
Los Buckiball
Sus extraordinarias propiedades aseguran una revolución en los modos en que los materiales y productos van a ser obtenidos, siendo la investigación a nanoescala de interés para industrias tales como: productoras de cerámicas, metalurgía, láminas delgadas, electrónica, materiales magnéticos, dispositivos ópticos, catalizadores, almacenamiento de energía y biomedicina.
Algunas aplicaciones de los Nanotubos de carbono hoy en día son:
Figura de un Buckiball
El siguiente video muestra las estructuras de las formas alotrópicas del carbono

Juan Alberto Ríos González

Otros elementos representan probablemente hasta el momento el más importante producto derivado de la investigación en fullerenes (los científicos hispanos no se ponen de acuerdo sobre la traducción de la palabra fullerene - en distintos trabajos se pueden encontrar la palabra original, o fullerenos o fulerenos...Nosotros utilizaremos siempre la original utilizado en los círculos de investigadores, para así evitar confusión).

REFERENCIAS:

http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/diccionario/nanotubos.htm

Clases de la Dr. Beatriz Escobar Morales
  • Publicado: Jueves, 16 Octubre 2008 17:27:41 GMT
  • En: No Categorizado
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