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Nanotubos

Nanotubos

Definición de un nanotubo

Los nanotubos de carbono de otros elementosrepresentan probablemente hasta el momento elmás importante producto derivado de lainvestigación en fullerenes (los científicoshispanos no se ponen de acuerdo sobre la traducciónde la palabra fullerene - en distintos trabajosse pueden encontrar la palabra original, o fullerenoso fulerenos...Nosotros utilizaremos siemprela original utilizado en los círculosde investigadores, para así evitar confusión).Los nanotubos llevaron a los científicosy premios Nobel Robert Curl, Harold Kroto yRichard Smalley a descubrir el buckyball C60.

Los nanotubos se componen de una o varias láminasde grafito u otro material enrolladas sobresí mismas. Algunos nanotubos estáncerrados por media esfera de fullerene, y otrosno están cerrados. Existen nanotubosmonocapa (un sólo tubo) y multicapa (variostubos metidos uno dentro de otro, al estilode las famosas muñecas rusas). Los nanotubosde una sola capa se llaman single wall nanotubes (SWNTS) y los de varias capas, multiplewall nanotubes (MWNT)

Los nanotubos tienen un diámetro deunos nanometros y, sin embargo, su longitudpuede ser de hasta un milímetro, porlo que dispone de una relación longitud:anchuratremendamente alta y hasta ahora sin precedentes.

La investigación sobrenanotubos de carbono es tan apasionante (porsus múltiples aplicaciones y posibilidades)como complejo (por la variedad de sus propiedadeselectrónicas, termales y estructuralesque cambian según el diámetro,la longitud, la forma de enrollar...).

Para comprender mejor los nanotubos,pueden ver estapresentación interactiva de nanotubo que hemos encontrado en la excelente páginasobre nanoestructuras de carbono publicado porel Profesor V.H. Crespo de la Universidad PennState.

Los nanotubos de carbono son lasfibras más fuertes que se conocen. Unsolo nanotubo perfecto es de 10 a 100 vecesmás fuerte que el acero por peso de unidady poseen propiedades eléctricas muy interesantes,conduciendo la corriente eléctrica cientosde veces más eficazmente que los tradicionalescables de cobre

El grafito (sustancia utilizadaen lápices) es formado por átomosde carbono estructurados en forma de panel.Estas capas tipo-panel se colocan una encimade otra. Una sola capa de grafito es muy estable,fuerte y flexible. Dado que una capa de grafitoes tan estable sola, se adhiere de forma débila las capas al lado, Por esto se utiliza enlápices - porque mientras se escribe,se caen pequeñas escamas de grafito.

En fibras de carbono, las capas individualesde grafito son mucho más grandes queen lápices, y forman una estructura larga,ondulada y fina, tipo-espiral. Se pueden pegarestas fibras una a otras y formar asíuna sustancia muy fuerte, ligera (y cara) utilizadaen aviones, raquetas de tenis, bicicletas decarrera etc.

Pero existe otra forma de estructurar las capasque produce un material más fuerte todavía,enrollando la estructura tipo-panel para queforme un tubo de grafito. Este tubo es un nanotubode carbono.

Los nanotubos de carbono, además deser tremendamente resistentes, poseen propiedadeseléctricas interesantes. Una capa degrafito es un semi-metal. Esto quiere decirque tiene propiedades intermedias entre semiconductores(como la silicona en microchips de ordenador,cuando los electrones se muevan con restricciones)y metales (como el cobre utilizado en cablescuando los electrones se mueven sin restricción).Cuando se enrolla una capa de grafito en unnanotubo, además de tener que alinearselos átomos de carbono alrededor de lacircunferencia del tubo, también lasfunciones de onda estilo mecánica cuánticade los electrones deben también ajustarse.Este ajuste restringe las clases de funciónde onda que puedan tener los electrones, loque asu vez afecta el movimiento de éstos.Dependiendo de la forma exacta en la que seenrolla, el nanotubo pueda ser un semiconductoro un metal.

Definición de un nanotubo de carbono


Video: Nanoseries 25: Cómo se forman los nanotubos de carbono? (Septiembre 2021).