Nanotubos,aplicaciones

Universidad Politécnica de Pachuca

Ingeniería en Mecatrónica

Nanotubos Y Aplicaciones

Nombre de los alumnos:
Alamilla Hernández Antonio
Barona Riberos Néstor
Hernández Reyes David
Ortega Martínez Oscar Eliel
Rosas Gutiérrez Ivan Alexis

Materia: Ciencia de los Materiales
Nombre del profesor: Marco Antonio Flores González
Fecha: 25 Agosto 2010

NANOTUBOS
En química, sedenominan 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.
Los nanotubos de carbono son una forma alotrópica del carbono, como el diamante, el grafito o los fulerenos; Su estructura puede considerarse procedente de una lámina degrafitos enrollados 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 o de pared simple.
Existen, también, nanotubos cuyaestructura se asemeja a la de una serie de tubos concéntricos, incluidos unos dentro de otros, a modo de muñecas matrioskas y, lógicamente, de diámetros crecientes desde el centro a la periferia. Estos 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.
Los nanotubos suelen presentar una elevadarelación longitud/radio, ya que el radio suele ser inferior a un par de nanómetros y, sin embargo, la longitud puede llegar a ser incluso de 105 nm. Debido a esta característica se pueden considerar como unidimensionales.

PROPIEDADES ELÉCTRICAS
Estas estructuras pueden comportarse, desde un punto de vista eléctrico, en un amplio margen de comportamiento, comenzando por elcomportamiento semiconductor hasta presentar, en algunos casos, superconductividad.
Este amplio margen de conductividades viene dado por relaciones fundamentalmente geométricas, es decir, en función de su diámetro, torsión y el número de capas de su composición. Así, existen nanotubos rectos (armchair y zigzag) en los que las disposiciones hexagonales, en las partes extremas del tubo, son siempre paralelas al eje. Estadistribución, en función del diámetro, permite que dos tercios de los nanotubos no quirales sean conductores y el resto semiconductores.
En el caso de los nanotubos quirales, los hexágonos tienen un cierto ángulo con respecto al eje del tubo, es decir, la distribución de los hexágonos laterales que conforman la estructura presenta con respecto al eje central del tubo un enrollamiento de carácter helicoide.Este tipo de conformación dificulta el paso de los electrones a los estados o bandas de conducción, por lo que, aproximadamente, tan sólo un tercio de los nanotubos presenta conducción apreciable y siempre en función del ángulo de torsión.

PROPIEDADES MECÁNICAS
La estabilidad y robustez de los enlaces entre los átomos de carbono, del tipo sp2, les proporciona la capacidad de ser la fibra másresistente que se puede fabricar hoy día. Por otro lado, frente a esfuerzos de deformación muy intensos son capaces de deformarse notablemente y de mantenerse en un régimen elástico. El módulo de Young de los nanotubos podría llegar a oscilar entre 1,3 y 1,8 terapascales, si bien hasta la fecha sólo se han podido obtener experimentalmente hasta los 0,8 TPa. Además, estas propiedades mecánicaspodrían mejorarse: por ejemplo en los SWNTs (Nanotubos de pared simple), uniendo varios nanotubos en haces o cuerdas. De esta forma, aunque se rompiese un nanotubo, como se comportan como unidades independientes, la fractura no se propagaría a los otros colindantes. En otros términos, los nanotubos pueden funcionar como resortes extremadamente firmes ante pequeños esfuerzos y, frente a cargas...