¿Qué son los nanotubos de carbono?

nanotubo de carbono

Los nanotubos de carbono son hojas de grafeno enrolladas que forman una pieza cilíndrica con un diámetro cercano a 1 milímetro y dependiendo de cómo se enrolla la hoja de grafeno,  pueden presentar propiedades metálicas o semiconductoras.

Características de los nanotubos de carbono

En general, los nanotubos también presentan alta resistencia mecánica, alta flexibilidad, características eléctricas y térmicas.

Para entender lo que es un nanotubo de carbono se toma una hoja de papel y enrolla, apoyando uno de los extremos de la hoja en la otra, sin sobreponer material. Este enrollamiento y en el caso de los CNT, se hace químicamente en “hojas” monoatómicas de grafito, prácticamente lo mismo que utilizan los lápices.

La estructura química de esta sustancia que le permite escribir con ella, también permite la separación de capas finísimas del material. Estas capas tienen exactamente un átomo de espesor, pero es posible separar capas más gruesas.

Con la “hoja” de grafito separada del resto del material y a través de reacciones químicas complejas, envolviendo calor, electricidad y metales como el hierro, el níquel o el cobalto, los científicos obligan al carbono a crear un túnel, semejante al que creado al enrollar la hoja de papel.

Hasta ahora los CNT presentan dos desafíos a los científicos, siendo el primero de ellos la dificultad para obtener fibras largas.

Hasta el momento no se ha logrado producir de manera confiable nanotubos de carbono con más de unos milímetros de largo. Además de este problema, existe también la necesidad de descubrir cómo producir ese material a gran escala, para uso industrial.

Principales tipos de nanotubos

tipos nanotubosLos nanotubos de carbono pueden estar realizados en un solo cilindro, siendo clasificados como nanotubos de pared única. Pero existen también los nanotubos de paredes múltiples, que están formados por varios cilindros enrollados de manera concéntrica, es decir, con un centro en común.

El hecho de ser de pared única o de pared múltiple es uno de los factores que determinan las propiedades de los nanotubos de carbono. En el caso de los nanotubos individuales, un factor que determina si será un conductor o semiconductor es el ángulo del devanado y el radio del nanotubo. Otras propiedades dependen también del diámetro y del número de capas concéntricas.

Nanotubos: Aplicaciones

Las variedades de propiedades son importantes porque hacen que los nanotubos se puedan utilizar en una gran diversidad de aplicaciones.

Por ejemplo, si el nanotubo de carbono es conductor podrá transmitir la electricidad de una forma hasta 1000 veces más eficiente que los cables de cobre. Los semiconductores se pueden utilizar en circuitos electrónicos refinados gracias a sus dimensiones que son muy reducidas, pudiendo ser utilizados en nanoprocesadores para sustituir los chips de silicio actuales.

Si se pueden añadir a los polímeros sintéticos (plásticos), formando estructuras llamadas de nanocompuestos, los nanotubos pueden endurecerlos o convertirlos en conductores de electricidad.

Los nanotubos también presentan extraordinarias propiedades mecánicas, ya que son bastante resistentes a la ruptura bajo tracción, siendo 100 veces más resistentes que el acero y poseyendo solo 1/6 de su densidad.

Por eso estos también podrán ser usados ​​en la construcción civil e incluso en la construcción del fuselaje de aviones, coches y cohetes espaciales de la NASA. Si se añaden a los tejidos, los nanotubos podrían hacerlos indestructibles, siendo más eficientes que el polímero Kevlar usado en chalecos antibalas.

Otra propiedad importante de los nanotubos de carbono es la extraordinaria conducción térmica, pudiendo ser usados ​​en procesos de conservación y transmisión de energía, como la energía solar, siendo mucho más eficientes que las células fotovoltaicas que se utilizan hoy en día.

Los nanotubos también poseen un enorme potencial de utilización en la medicina. Por ser extremadamente pequeños y ligeros, pueden llegar al interior de una célula para ser utilizados como sensores para diagnósticos y tratamientos médicos.

Sin embargo, un factor que obstaculiza esta aplicación de los nanotubos es que matan a las células con las que tienen contacto. Para impedir esto algunos científicos están proponiendo que los nanotubos sean cubiertos con un polímero sintético capaz de imitar una sustancia de la superficie celular, la mucina.

Esas son solo algunas de las infinitas aplicaciones que los nanotubos de carbono pueden tener, pero todavía queda por esperar para ver qué dirán las investigaciones en esa área de la nanotecnología.

Nanotubos en el medio ambiente

nanotubos medioambienteEl equipo subrayó que es urgente crear normas que eviten que el material sea liberado en el ambiente. El Dr. Baolin dijo “no sabemos lo suficiente sobre sus efectos sobre el ambiente y la salud humana”.

El investigador destacó que al contrario de lo que dicen las teorías, los nanotubos de carbono disponibles comercialmente no se fabrican únicamente de carbono, ya que poseen níquel, cromo y otros metales en su composición, materiales adquiridos durante el proceso de fabricación, siendo estos los principales responsables de los efectos dañinos de los nanotubos a la vida acuática.

También te puede interesar

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *