Nanotecnología

 Por Blanca de la Cruz 

En 1991, el doctor Sumio Iijima observó y caracterizó unas extrañas fibras nanoscópicas depositadas sobre una mota de hollín. Constituidas por carbono, estas finas macromoléculas de forma tubular recibieron el nombre de nanotubos. Aunque se crean espontáneamente en cualquier hoguera, se han descubierto varias formas de sintetizar estas estructuras tubulares. Sin embargo estos métodos sufren algunas limitaciones importantes: producen mezclas de nanotubos con una amplia gama de longitudes, muchos defectos y variedad de torsiones. Hay varios métodos de obtención pero los tres más importantes son:

Cámara de descarga de arco eléctrico: Este método consta de dos electrodos de grafito conectados a una fuente de alimentación y separados unos milímetros. Los electrodos están sumergidos en una atmósfera de helio o argón a baja presión, de manera que cuando se hace circular una corriente de 100 Amperios, salta una chispa que crea un plasma. El carbono del ánodo se evapora en el plasma, debido a su alta temperatura alcanzada, pero se deposita a su vez en el ánodo. El material depositado está compuesto por nanotubos y otras nanopartículas de carbono.

Los nanotubos obtenidos son de pared simple aunque introduciendo ciertos elementos de transición como el Fe, Co, Ni se llega a catalizar nanotubos de pared múltiple.

 

 

Sin embargo, aunque la producción de nanotubos mediante este método resulta sencilla y barata, tiene limitaciones para obtener cantidades de nanotubos de carbono de alta calidad. Además los nanotubos tienden a ser cortos y a depositarse en formas y tamaños aleatorios.

CVD (Chemical Vapor Deposition): Consiste en colocar, en una cámara, un sustrato con una capa de partículas de un metal catalítico (Fe, Co, Ni y otros), que se calienta hasta aproximadamente 700 ºC. Posteriormente se introduce en la cámara un gas de un hidrocarburo como el metano. Al descomponerse el gas, libera átomos de carbono que se irán depositando sobre las partículas catalíticas del sustrato para dar lugar a los nanotubos. Los diámetros de los nanotubos que se forman están relacionados con el tamaño de las partículas de metal. Este tamaño se puede controlar por deposición de patrones (o mascaras) de metal.

Esta técnica es la más sencilla para su aplicación a nivel industrial. Sin embargo los nanotubos fabricados así suelen ser de pared múltiple y presentan gran cantidad de defectos.

Ablación láser: Consiste en el bombardeo de una barra de grafito con pulsos intensos de haz láser, en un reactor a alta temperatura y en presencia de un gas inerte. Así se genera el gas caliente de carbono a partir del cual se forman los nanotubos al condersarse en las paredes frías del reactor.

Los nanotubos obtenidos son de pared única con una gama de diámetros que se puede controlar variando la temperatura de reacción. Es un método con un buen rendimiento pero es muy costoso ya que requiere laceres de alta potencia.

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