Ya que está evaluada publico el trabajo que hice para la optativa de Química, compendio hecho a base de páginas web y alguna revista de investigación... (Créditos y enlaces al final para que no se me acuse de plagio). Decir que la mayoría del material sacado lo traduje del inglés.
Creo que es un buen compendio y resumen de los nanotubos de carbono que desgraciadamente hay muy pocas páginas en español que traten sobre el tema (como todo en cuestión de Investigación)
Todo el trabajo está en esta dirección
http://docs.google.com/Doc?id=dcjmtdqm_25cvvxk7dw
Por cierto, ¿POR QUÉ HAN ACTUALIZADO LA PÁGINA DE NANOTUBOS EN LA WIKIPEDIA JUSTO DESPUÉS DE QUE HICIERA EL TRABAJO?
Ahora mi aportación a la comunidad científica no será tan valiosa...ARGGG
Y antes de poneros el trabajo mencionar un programa muy interesante para modelar nanotubos con el que me he entretenido mucho. Ocupa muy poco y es muy interesante.(Al final también lo menciono). Lo podeis conseguir gratuitamente en la siguiente dirección.
http://www.jcrystal.com/
Y ahora me pondré a estudiar...el día siguiente a acabar!!! Estoy loco!!! Bueno me lo tomaré con mucha calma...
NANOTUBOS DE CARBONO Y SUS APLICACIONES
Nanotubos: Son 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.
Los nanotubos de carbono son la más importante aplicación de la investigación de los fulleneres (fuleneros, nombre con el que se designa al grupo de compuestos del carbono más estables tras el diamante y el grafito)
Los nanotubos de carbono (CNTs) están constituidos por redes hexagonales de carbono curvadas y cerradas, formando tubos de carbono nanométricos con una serie de propiedades fascinantes que fundamentan el interés que han despertado en numerosas aplicaciones tecnológicas. Son sistemas ligeros, huecos y porosos que tienen alta resistencia mecánica, y por tanto, interesantes para el reforzamiento estructural de materiales y formación de compuestos de bajo peso, alta resistencia a la tracción y enorme elasticidad.
Son unos materiales formados únicamente por carbono, donde la unidad básica es un plano grafítico enrollado que forma un cilindro, formando unos tubos cuyo diámetro es del orden de algunos manómetros.
Clasificación
Monocapa: Single-walled nanotubes (SWNT).- Como su nombre indica están formados por una sola capa de grafito la cual está dispuesta en forma cilíndrica.
Los nanotubos monocapa son una de las variedades de tubo más importantes ya que tienen determinadas propiedades eléctricas que no comparten con el resto de tipos de nanotubo. Estas propiedades eléctricas de conducción han permitido la creación de interesantes aplicaciones a nivel de electrónica molecular, como la creación de transistores y puertas lógicas a nivel intramolecular .
La estructura SWNT puede ser desarrollada enrollando una capa de grafito con un grosor de 1 solo átomo de carbono. Esta lámina se denomina graphene y se expresa por un par de índices “n,m” que forman el "vector chiral". “n” y “m” determinan la disposición de los átomos de carbono sobre la lámina. Dependiendo de estos valores, nos encontraremos con diferentes tipos de nanotubos:
Zigzag Si m=0.
Armchair Si n=m.
Chiral En cualquier otro caso.
Multicapa: Multi-walled nanotubes (MWNT).- Están formados por varias capas de carbono, su descripción se torna más compleja y se recurren a distintos modelos para su explicación
:
Modelo de la “muñeca Rusa”: tubos concéntricos metidos uno dentro de otro- (un ejemplo muy utilizado es compararlos con las típicas muñecas rusas
Modelo del "Pergamino": Una única capa de grafito toma una estructura análoga a la de de pergamino o periódico enrollado.
Bicapa: Double-walled carbon nanotubes (DWNT).- Es un tipo de nanotubos multicapa muy importante ya que comparte muchas de las propiedades de los nanotubos monocapa aumentando significativamente su resistencia química
Fulerita: Fullerite.- Son la manifestación sólida de los fulerenos, que en el caso de los nanotubos da lugar a la clasificación específica en:
Nanotubos Monocapa polimerizados: Polymerized single-walled nanotubes (P-SWNT).- Tienen una dureza cercana a la del diamante.
Toro: Dentro de esta clasificación entran los nanotubos que se disponen en forma de toro (es decir, formando una circunferencia)
“Nanobud”: Resulta de la unión de un nanotubo con un fulereno y tendría una estructura similar a la obtenida al fusionar una esfera con un cilindro.
Han sido descubiertos muy recientemente. Combinan propiedades propias tanto de los nanotubos como de los fulerenos.
Propiedades:
Elevada relación radio/longitud que permite un mejor control de las propiedades unidireccionales de los materiales resultantes;
Electrónicamente pueden comportarse como metálico, semimetálico o aislante dependiendo de su diámetro y helicidad. Se ha demostrado su comportamiento electrónico-cuántico monodimensional. Recientes estudios sugieren que podrían ser utilizados en pantallas planas por su buena capacidad como emisores de electrones.
Elevada fuerza mecánica. Se ha comprobado que tienen mayor resistencia mecánica y mayor flexibilidad que las fibras de carbono.
Sus propiedades pueden modificarse encapsulando metales en su interior llegándose a obtener nanocables eléctricos o magnéticos, o bien gases, pudiendo ser utilizados para el almacenamiento de hidrógeno o como sistema de separación de gases.
Tenacidad:
Los nanotubos son ahora mismo los elementos con mayor resistencia física encontrados sobre la tierra, en términos de elasticidad, consecuencia del tipo de enlaces covalentes entre los carbonos del nanotubo
Los nanotubos de carbono son las fibras más fuertes que se conocen. Un solo nanotubo perfecto es de 10 a 100 veces más fuerte que el acero.
Por encima de una tensión muy elevada, los nanotubos sufren una deformación plástica, lo que quiere decir que es una deformación permanente
Cinética:
Los nanotubos multicapa, si se encuentran anidados de forma precisa, pueden desplazarse unos dentro de otros sin apenas fricción. Esta propiedad tiene grandes aplicaciones en la nanotecnología molecular (colocar en el sitio justo cada átomo)
Eléctricas:
Podemos determinar la naturaleza eléctrica de los nanotubos fijándonos en sus valores (n,m)
Carácter metálico: Aparte de todo nanotubo del tipo armchair (n=m) , Si n − m es un múltiplo de 3, entonces es un nanotubo metálico
Carácter de semiconductor: Todos los demás.
En teoría los nanotubos metálicos pueden tener una capacidad eléctrica 1000 veces mayor que la de metales como la plata o el cobre.
Térmicas:
Todos los nanotubos son buenos conductores térmicos, poseyendo una propiedad especial llamada "conducción balística". Se predice que los nanotubos podrán transmitir alrededor de 20 veces más calor que metales como el cobre.
Transporte unidimensional
Debido a sus nanodimensiones, el transporte de los electrones en un nanotubo de carbono se producirá de forma cuántica y los electrones sólo se podrán propagar a través del eje del nanotubo. Debido a esta propiedad de transporte especial se suele referirse a los nanotubos de carbono como unidimensionales.
Toxicidad:
Uno de los temas que más interés y controversia están suscitando en el panorama nanotecnologico es la determinación de la toxicidad de los nanotubos de carbono. Existen estudios que demuestran su alta toxicidad para los organismos vivos que parecen causar muerte de las células al acumularse en el citoplasma celular, como otros estudios que niegan esta toxicidad.
Defectos:
Como cualquier material, los nanotubos de carbono pueden tener defectos en su composición que pueden variar en mayor o medida sus propiedades. Por ejemplo:
Vacíos atómicos. La inexistencia de átomos en lugares que debían ocupar puede generar un gran descenso en la tenacidad de los nanotubos.
Piedra de Gales: (Stone Wales) Se crea una disposición especial de átomos de carbono en forma de par heptágono-pentágono (en vez de los habituales hexágonos). Este aparente pequeño cambio puede producir grandes cambios en la tensión de los nanotubos, debido a que su estructura es muy pequeña y un pequeño cambio en la cadena de átomos tiene como consecuencia grandes efectos en toda la cadena.
Las propiedades eléctricas también se pueden ver afectadas por la presencia de defectos que suelen producir una disminución de la conductividad del nanotubo aunque también se pueden encontrar efectos de tipo magnético.
Las propiedades térmicas se ven fuertemente afectadas por los defectos.
Tabla de propiedades. Se muestran un resumen de las propiedades
| Propiedad | Nanotubos de pared única | Por comparación con otras sustancias o elementos |
| Tamaño | 0.6 a 1.8 nanómetros de diámetro | La litografía de haz electrónico puede crear líneas de 50 nm de ancho. |
| Densidad | 1.33 a 1.40 g/cm3 | El aluminio tiene una densidad de 2.7 g/cm3 |
| Resistencia a la tracción | 45 mil millones de pascales | Las aleaciones de acero de alta resistencia se rompen a alrededor de 2 mil millones de pascales. |
| Elasticidad | Pueden doblarse a grandes ángulos y vuelven a su estado original sin daño. | Los metales y las fibras de carbón se fracturan ante similares esfuerzos. |
| Capacidad de transporte de corriente | Estimada en mil millones de amperes por centímetro cuadrado | Los alambres de cobre se funden a un millón de amperes por centímetro cuadrado aproximadamente. |
| Emisión de campo | Pueden activar fósforos con 1 a 3 voltios si los electrodos están espaciados una micra | Las puntas de molibdeno requieren campos de 50 a 100 voltios/m y tienen tiempos de vida muy limitados. |
| Transmisión de Calor | Se predice que es tan alta como 6,000 vatios por metro por kelvin, a temperatura ambiente. | El diamante casi puro transmite 3,320 W/mK |
| Estabilidad térmica | Estable aún a 2,800 grados Celsius en el vacío, y 750 °C en aire. | Los alambres metálicos en microchips funden entre 600 y 1000°C. |
Historia
Aunque el ser humano a lo largo de la historia ha creado de forma inconsciente nanotubos de carbono en diversos procesos y actividades, no ha sido hasta época reciente cuando se han descubierto las propiedades de estos compuestos.
La historia de los nanotubos de carbono es muy reciente. Pese a que ya tenemos indicios desde mediados del siglo XIX del descubrimientos de estos compuestos químicos, no sería hasta 1991 cuando fuero n reconocidos mundialmente y se comenzó la investigación en profundidad por sus interesantes propiedades y aplicaciones.
Aunque el ser humano a lo largo de la historia ha creado de forma inconsciente nanotubos de carbono en diversos procesos y actividades, no ha sido hasta época reciente cuando se han descubierto las propiedades de estos compuestos.
El primer antecedente descrito sobre la producción de filamentos carbonosos a partir de vapor se debe a Hugues y Chambers, que patentaron en EE.UU en 1889 un procedimiento para la fabricación de filamentos de carbono utilizando como gases precursores hidrógeno y metano en un crisol de hierro.
En 1952. Radushkevich y Lukyanovich, dos científicos rusos, realizaron un interesante trabajo y publicaron imágenes de 50 nanotubos de carbono. Sin embargo este descubrimiento pasó desapercibido por ser publicado en Rusia en plena Guerra Fría.
A partir de este momento, numerosos grupos científicos publicaron por separado y sin aludir a los descubrimientos anteriores y contemporáneos, diferentes trabajos y material sobre estos compuestos aún desconocidos.
En 1985, tiene lugar un descubrimiento importante, el de los fulerenos, "primos hermanos" de los nanotubos, que en vez de forma cilíndrica adoptan forma esférica.
Los fullerenos son macromoléculas de carbono individuales, con estructuras cerradas formadas por varias decenas de átomos de carbono únicamente. Los fullerenos son una forma alotrópica del carbono. Fueron descubiertos accidentalmente por los grupos de Smalley y de Kroto , siendo galardonado su descubrimiento con el premio Nobel de química en 1996. Se obtuvieron unas moléculas de C60, con una estructura similar a la de un balón de fútbol, recibiendo el nombre de “Fullerenos” en honor a Buckmister Fuller, un arquitecto alemán que diseñaba cúpulas con este tipo de formas. También se encontraron cantidades menores de C70.
El Japón se incorpora en 1991 a los estudios de nanotubos de carbono con las aportaciones de S. Iijima y publica sus trabajos Nature 354, 56 (1991). Aunque su intención era producir fullerenos dopados con metales el resultado fue el descubrimiento de los nanotubos, a l que inicialmente se les denominó Buckytubes. Los nanotubos obtenidos eran cilindros cerrados en los extremos por un casquete esférico con la estructura de un fullereno. Estos nanotubos presentaban diferentes estructuras en función de la orientación de los hexágonos del grafeno respecto del eje. Estos nanotubos formados por un plano, o nanotubos de carbono de pared simple (SWNT), tenían un diámetro de entre 1 y 2 nm. Además de los SWNT, se encontraron también otros nanotubos formados por cilindros concéntricos, denominándose nanotubos de carbono de pared múltiple (MWNT).
A partir de este momento, la investigación sobre nanotubos se intensificó de manera extraordinaria produciendo un buen número de publicaciones y abriendo perspectivas aún desconocidas.
Formación de los Nanotubos
1.- Descarga eléctrica:
Aunque Sumio Iijima fue el "primero" en ver un nanotubo, otros se adelantaron en su fabricación. Sin saberlo, los hombres de Neandertal fabricación cantidades minúsculas de nanotubos en las hogueras con que calentaban sus cuevas. Separados por el calor, los átomos de carbono se recombinan en el hollín; unos engendran glóbulos amorfos, otros unas esferas llamadas "buckybolas" y otros largas cápsulas cilíndricas, los "buckytubos" o nanotubos. La ciencia ha descubierto tres formas de fabricar hollín que contiene una proporción notable de nanotubos. Hasta ahora, sin embargo, los tres métodos sufren algunas limitaciones importantes: todos producen mezclas de nanotubos con una amplia gama de longitudes, muchos defectos y variedad de torsiones.
En 1992 Thomas Ebbeser y Pullickel M. Ajayan, del laboratorio de investigación Fundamental de NEC, publicaron en primer método de fabricación de cantidades macroscópicas de nanotubos. Consiste en conectar dos barras de grafito a una fuente de alimentación, separarlas unos milímetros y accionar un interruptor. Al saltar una chispa de 100 amperios de intensidad entre las barras, el carbono se evapora en un plasma caliente. Parte del mismo se vuelve a condensar en forma de nanotubos. Las características del proceso de formación y los nanotubos resultantes son:
Rendimiento normal: Hasta un 30 por ciento en peso.
Ventaja: las altas temperaturas y los catalizadores metálicos añadidos a las barras puede producir nanotubos de pared única y múltiple con pocos defectos estructurales..
Limitaciones: Los tubos tienden a ser cortos (50 micras o menos) y depositarse en formas y tamaños aleatorios.
2.- Deposición química en fase de vapor (CVD) Método del sustrato
Desarrollada por Morinubo Endo, de la Universidad de Shinshu en Nagano.
Se coloca un sustrato en un horno, se calienta a 600 grados centígrados y lentamente se añade metano, gas, libera átomos de carbono, que se pueden recombinar en forma de nanotubos.
Fase primera.- Preparación de los catalizadores:
Se dispersan nanopartículas de un metal de transición sobre un substrato. Dado que el elemento activo es el metal en estado elemental, es necesario un tratamiento de reducción con hidrógeno para inducir la nucleación de partículas catalíticas en el sustrato. A partir de este momento el catalizador ha de estar ya en todo momento en atmósfera controlada libre de aire
Fase segunda: Crecimiento de los nanotubos:
Se introduce en el sistema la fuente de carbono para producir el crecimiento de los nanotubos. Las temperaturas utilizadas para la síntesis de nanotubos por CVD se hallan generalmente comprendidas entre 650 y 900ºC. Suele emplearse un reactor tubular, introducido en un horno eléctrico, para llevar a cabo ambas etapas, pasando de una a otra mediante los flujos de gases y las temperaturas. Durante la etapa de crecimiento de nanotubos, suele seguir utilizándose hidrógeno como gas portador ya que este inhibe la formación de carbono amorfo.
Cuando se desea producir VGCF engordadas, suele realizarse una tercera etapa de engrosamiento, donde se disminuye la relación de hidrógeno y se incrementa la temperatura para favorecer el craqueo.
El método del sustrato es versátil y permite obtener los distintos tipos de filamentos con alta selectividad. Sin embargo, al ser un proceso discontinuo que requiere de unos tiempos de residencia elevadísimos, las cantidades a producir son muy pequeñas, por lo que los costes son elevadísimos. Sus características son:
Rendimiento normal: de 20 a casi 100 por cien.
Ventajas: la técnica de CVD es el más sencillo de los tres métodos para su aplicación a escala industrial. Podría emplearse para fabricar nanotubos largos, necesarios en las fibras empleadas en materiales compuestos.
Limitaciones: Los nanotubos fabricados así suelen ser de pared múltiple y a veces están plagados de defectos. De ahí que los tubos tengan sólo una décima de la resistencia a la tracción respecto a los fabricados por la descarga de arco.
3.- Bombardeo por láser
Este método ha sido desarrollado por un grupo de investigación de la Universidad de Rice (Texas- EEUU) utilizando el mismo método que el de bombardeo de metales. En su dispositivo sustituyeron el metal por barras de grafito; no tardaron en producir nanotubos de carbono utilizando pulsos de láser en lugar de electricidad para generar el gas caliente de carbono a partir del que se forman los nanotubos. Ensayaron con varios catalizadores y lograron, por fin, las condiciones en que se producen cantidades prodigiosas de nanotubos de pared única. Las características de este proceso y sus nanotubos son:
Rendimiento normal: Hasta un 70 por ciento.
Ventajas: Producen nanotubos de pared única con una gama de diámetros que se pueden controlar variando la temperatura de reacción.
Limitaciones: Este método necesita láseres muy costosos.
4.- Método del Catalizador Flotante.
Este método fue desarrollado en la década de 1980 para la producción de VGCF. Hoy en día, es una forma válida de la obtención de nanotubos, nanofibras o VGCF, aunque el control de lo que ocurre es bastante más complicado que en el método del sustrato
Produce de forma continua, en un único proceso continuo, los nanofilamentos catalíticos, introduciendo en el reactor sus reactivos. Por lo tanto, todas las etapas descritas en el método del sustrato (preparación del catalizador, generación de nanopartículas de metal elemental, crecimiento de nanofilamentos (y engrosamiento) debe tener lugar en un único reactor.
Como fuente de catalizador suele utilizarse Fe principalmente.
Para que los volúmenes del reactor no sean muy grandes y su diseño sea factible, la reacción debe tener una cinética muy superior a la del método del sustrato. Para ello hay que incrementar mucho la temperatura, con la inevitable formación de hollín por craqueo de la fuente de carbono. Para minimizar la formación de hollín, el tiempo de residencia ha de ser muy pequeño, del orden de segundos. Este gran incremento de la cinética se consigue añadiendo una fuente de S , aunque su función no está clara, parece que tiene que ver con la generación de partícula fundida.
Formaciones naturales, y controlada por combustión:
Los fulerenos y nanotubos de carbono no solamente se realizan en laboratorios. Se forman, como ya se ha dicho, normalmente en fuegos producidos por metano, etileno y benzeno en combustión. Sin embargo estas formaciones se caracterizan por su irregularidad estructural y de tamaño así como de calidad. Pese a esto pueden ser utilizados en diversa aplicaciones y se están realizando esfuerzos para crear por este método nanotubos más uniformes. Este método promete obtener grandes cantidades de nanotubos de bajo coste.
Posibles Aplicaciones
Debido al reciente descubrimiento y desarrollo de los nanotubos, cada día se desarrollan nuevas e interesantísimas aplicaciones que podrían tener estos compuestos en toda clase de variadas áreas de la ciencia y ramas industriales. Sin embargo, la mayoría de estas aplicaciones se encuentran en un estado muy primitivo, incluso en fase de gestación, debido justamente a su corta edad.
Tabla de Aplicaciones: Se muestran las posibles aplicaciones y la idea que las ha generado.
La posibilidad de introducir metales, carburos u óxidos metálicos dentro de nanotubos de carbono de multicapas, puede alterar significativamente sus propiedades mecánicas y electrónicas. Algunas de las aplicaciones que tendrían lugar al sintetizar nanotubos llenos con ciertos metales serían:
1) Producir dispositivos de alta densidad de almacenamiento de datos utilizando nanotubos llenos con materiales magnéticos en su interior, formando así nanoalambres .
2) El uso de nanotubos de carbono como emisores de electrones para pantallas de TV y monitores de computadoras ultra delgados. Sin embargo, para poder emplear de forma comercial los nanotubos de carbono vacíos o llenos, es necesario controlar su crecimiento, longitud, diámetro y cristalinidad, así como reducir sus costos de producción.
Estructurales
Debido a las excelentes propiedades mecánicas de los tubos de carbono, se han propuesto interesantes aplicaciones tan variadas como:
Ropa.
Chaquetas militares: que sean muy resistentes y a la vez informen del estado del individuo que las lleva.
Hormigón: Para incrementar la fuerza de tensión.
Polietileno: Para aumentar su elasticidad.
Equipamiento deportivo: Para aumentar su fuerza y disminuir su peso.
Volantes de inercia
Puentes
Se han descrito algunas otros usos que casi parecen perteneces más a la ciencia ficción, como veremos con el Ascensor Espacial que al mundo de la materia.
Entre las posibles aplicaciones mención aparte merece el llamado :
El Ascensor Espacial
Uno de los aspectos más curiosos sobre los nanotubos de carbono es la posibilidad de fabricar un futurista ascensor espacial que se desplazaría por una cinta basada en materiales compuestos con nanotubos de carbono, muy ligera y tremendamente resistente. El Ascensor podría ser construido a base de casi 40.000 kilómetros de nanotubos de carbono y sería capaz de transportar hasta 20 toneladas al espacio sin emplear motores. La idea del El Ascensor Espacial, surgió en 1.966 de la imaginación del ingeniero ruso, Yuri Artsoutanov, dentro de un artículo del diario Pravda ("To the cosmos by electric train"), aunque reconocía que la resistencia a la tensión necesaria para construir el cable no podía obtenerse con ningún material conocido en ese momento. No obstante se hizo famosa de la mano del escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke, que se inspiró en ella para dos de sus novelas: "Las fuentes del paraíso"(1978) y "2061, Odisea III" (1988).
El concepto, simple y elegante, consiste en conectar una estación espacial a la Tierra mediante un cable lo suficientemente largo que permita colocar en órbita naves de transporte. Uno de los principales problemas a los que se enfrenta la tecnología es la ausencia de materiales lo suficientemente resistentes para diseñar el cable. En cambio la nanotecnología podría solucionar el problema, dado que los nanotubos de carbono, son 100 veces más resistentes que el acero.
Circuitos eléctricos
Como hemos comentado, los nanotubos tienen propiedades eléctricas muy interesantes que les hacen ideales en la creación de circuitos eléctricos.
Diodos, transistores, puertas lógicas, pueden ser creadas exclusivamente con nanotubos y de tamaños microscopios.
Superconductividad a temperatura ambiente con nanotubos
Los nanotubos de carbón podrían conducir la electricidad sin resistencia a temperaturas superiores a la ebullición del agua. En caso de confirmarse estos serían los primeros superconductores que funcionarían a una temperatura "normal", sin necesidad de maquinaria térmica especial.
Transporte de medicinas
La estructura de los nanotubos podría servir para distribuir medicinas en el organismo para tratamientos muy localizados disminuyendo costes tanto para las compañías farmacéuticas así como los consumidores y aumentando la eficacia
.
Electromagnéticas
Músculos artificiales
buckypaper - Una delgada lámina de nanotubos 250 veces mas fuerte que el acero y 10 veces más ligera que puede ser utilizada en disipadores, pantallas de cristal líquido y cajas de Faraday.
Circuitos de ordenador:
Láminas conductoras transparentes Con
Escobillas de motores eléctricos: Usadas durante varios años remplazando el tradicional negro de carbón.
Filamento en bombillas: Alternativa al wolframio
Imanes
Células solares.
Superconductores
Condensadores de alta capacidad
Displays
Transistores
Químicas
Filtros de aire contaminado y de agua
Contenedores biológicos
Almacenaje de hidrógeno:
Los nanotubos como método seguro de almacenar y transportar hidrógeno.
El desarrollo futuro de sistemas que tengan como combustible el hidrógeno dependerá de si es posible, o no, desarrollar un método seguro de transporte y almacenamiento del hidrógeno. Un coche que funcionara gracias a la combustión del hidrógeno con el oxígeno, sólo produciría agua como residuo. Sobre el papel, es el coche ecológico perfecto. Pero su realización se enfrenta a numerosos retos, entre ellos el de disponer de una forma segura de transportar y almacenar el hidrógeno. Hoy por hoy, el hidrógeno se almacena y transporta a bajas temperaturas y en botellas de aire comprimido que deben ser tratadas con sumo cuidado, ya que este gas es muy inestable y cualquier golpe puede ser peligroso.
Los nanotubos de carbono han sido propuestos como candidatos a almacenar grandes cantidades de hidrógeno de forma segura pero aún no se sabe bien cómo.
Sensores Químicos con los Nanotubos.
Dos grupos de investigación, han mostrado que los nanotubos de carbono podrían constituir óptimos sensores químicos, capaces de detectar diminutas concentraciones de gases tóxicos.
La detección de moléculas gaseosas es crítica en el control ambiental, en el control de procesos químicos, en misiones espaciales y en agricultura y medicina. Sin ir más lejos, la detección del dióxido de nitrógeno (NO2) desempeña un papel importante en el análisis de la contaminación resultante de la combustión o de las emisiones de automóviles; la detección de amoniaco (NH3) recibe interés especial en entornos industriales, biológicos y médicos.
Los nanotubos sintetizados por diversas técnicas, crean tubos de pared única, tubos de paredes de varias capas, además "cuerdas" trenzadas por tubos adheridos lateralmente unos a otros por débiles fuerzas de van del Waals.
El carácter eléctrico, metálico o semiconductor, de los nanotubos depende de los detalles estructurales, como la forma precisa de cortar y enrollar la hoja grafítica, así como de la presencia de defectos e impurezas. Cada configuración diferente es sensible a una molécula gaseosa específica.
La extrema sensibilidad de las propiedades eléctricas a la presencia de moléculas gaseosas absorbidas en el tubo constituyen el motivo que ha llevado a proponer el uso de los nanotubos de carbono como novedosos sensores químicos.
El cambio sustancial en la resistencia, así como el cambio drástico del poder termoeléctrico, demuestran que los nanotubos actúan como sensores de oxígeno sumamente sensibles.
Bibliografía
Terrones, M y Terrones, H (2004) Nanotubos de carbono Revista Investigación y Ciencia: 333 – Junio 2004
Stix, Gary. 2005. Aplicaciones microelectrónicas de los nanotubos. Revista Investigación y Ciencia: 343 Abril 2005
Alonso, J.A.. y Rubio, A (2001). Nanotubos de carbono. Nuevos sensores químicos. Revista Investigación y Ciencia:295 Abril 2001
http://www.dicat.csic.es/rdcsic/rdcsicesp/rdma11esp.htm
http://www.portalciencia.net/nanotecno/nanotubos.html
http://www.rediris.es/list/info/nanotubos.es.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Nanotubo
http://www.oviedo.es/personales/carbon/nanotubos/nanotubos.htm
http://www.monografias.com/trabajos13/nanotub/nanotub.shtml
http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_nanotube
1 comentario:
Siento leer que no sea tan valioso tu artículo para la comunidad científica porque se haya avanzado en la wikipedia.
Creo que es todo lo contrario. Gracias a tu artículo las personas han empezado a entender mejor la problemática del problema.
Es decir, gracias por tu artículo.
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