Nanotubos
Páginas: 14 (3332 palabras)
Publicado: 12 de abril de 2012
ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJERCITO
INGENIERÍA MECÁNICA
TEMA: proceso tecnológico por nanofactura
NANOTUBOS DE CARBONO
Los nanotubos de carbono (NTC) probablemente han existido desde mucho antes de que nos diéramos cuenta, y pueden haber sido hechos durante varios procesos de combustión de carbón y de deposición de vapor, pero la microscopia electrónica de ese tiempo no estaba losuficientemente avanzada para poder distinguirlos.
Los nanotubos de carbono (NTC’s) fueron descubiertos en 1991 por Sumio Iijima, quien trabajando en un microscopio electrónico, observó la existencia de moléculas tubulares en el hollín formado a partir de las descargas de arco eléctrico, empleando grafito. Precursor de los NTC’s es el fullereno, Los fulerenos son una forma alotrópica del carbono.Fueron descubiertos accidentalmente por los grupos de Smalley y Kroto en 1985 , siendo galardonado su descubrimiento con el premio Nóbel de química en 1996. El intento de producir fulerenos dopados con metales resultó en el descubrimiento de los nanotubos, que fueron inicialmente denominados Buckytubes. Los nanotubos obtenidos eran cilindros cerrados en los extremos por un casquete esférico conla estructura de un fullereno. Estos nanotubos presentaban diferentes estructuras en función de la orientación de los hexágonos del grafeno respecto del eje.
Una forma alotrópica del carbono en la cual los átomos de carbono presentan una hibridación intermedia entre la sp² y la sp³ es el fullereno. Este tipo de hibridación hace posible que los átomos de carbono puedan combinarse formandohexágonos y pentágonos en estructuras tridimensionales cerradas. El fullereno más común es el C60 (de 60 átomos de carbono) y es similar a un balón de fútbol, aunque también se han descrito otros fulerenos: C76,...C100, etc. Los NTC’s prestan también estas hibridaciones intermedias y pueden considerarse como láminas de grafito enrolladas en forma de tubos. Los nanotubos pueden ser abiertos o cerrados, encuyo caso la estructura que cierra el nanotubo es similar a la mitad de un fullereno.
Los nanotubos también pueden ser de monocapa (de una sola capa) o multicapa (varias capas concéntricas) Desde entonces, ha habido una intensa actividad científica relacionada a la síntesis y propiedades de los NTC’s, así como también de sus aplicaciones en varias áreas de la ciencia. De hecho, los NTC’srepresentan uno de los mejores ejemplos de las nanoestructuras, derivadas del progreso de la síntesis química de nuevos materiales. Es importante destacar, que los NTC’s poseen una composición química y configuración atómica sencilla, sin embargo, dentro los nanomateriales conocidos hasta hoy día éstos exhiben, posiblemente, la más vasta diversidad y riqueza en relación a sus estructuras y propiedadesintrínsecas. Es decir, existe un gran número de posibilidades en los tipos de moléculas de NTC’s que pueden ser obtenidos, ya que cada NTC’s puede presentar propiedades físicas distintas a otros NTC’s preparados en condiciones diferentes. En este sentido, la síntesis controlada de nanotubos de carbono abre interesantes oportunidades en el campo de la nanotecnología, dado que es una forma decontrolar también sus propiedades eléctricas y mecánicas. Por ejemplo, la funcionalización química de los NTC’s permite su
empleo como catalizadores, sensores moleculares y aun sirviendo como interfase en sistemas biológicos.
Fullerenos
Los Fullerenos son macromoléculas de carbono individuales, con estructuras cerradas formadas por varias decenas de átomos de carbono únicamente. Los Fullerenosson una forma alotrópica del carbono.
Métodos de producción
Método del sustrato
La síntesis de nanotubos de carbono por esta técnica es esencialmente un proceso de dos etapas, en una primera etapa se preparan los catalizadores y en una segunda etapa se crecen los nanotubos. Los catalizadores son preparados generalmente dispersando nanopartículas de un metal de transición sobre un...
INGENIERÍA MECÁNICA
TEMA: proceso tecnológico por nanofactura
NANOTUBOS DE CARBONO
Los nanotubos de carbono (NTC) probablemente han existido desde mucho antes de que nos diéramos cuenta, y pueden haber sido hechos durante varios procesos de combustión de carbón y de deposición de vapor, pero la microscopia electrónica de ese tiempo no estaba losuficientemente avanzada para poder distinguirlos.
Los nanotubos de carbono (NTC’s) fueron descubiertos en 1991 por Sumio Iijima, quien trabajando en un microscopio electrónico, observó la existencia de moléculas tubulares en el hollín formado a partir de las descargas de arco eléctrico, empleando grafito. Precursor de los NTC’s es el fullereno, Los fulerenos son una forma alotrópica del carbono.Fueron descubiertos accidentalmente por los grupos de Smalley y Kroto en 1985 , siendo galardonado su descubrimiento con el premio Nóbel de química en 1996. El intento de producir fulerenos dopados con metales resultó en el descubrimiento de los nanotubos, que fueron inicialmente denominados Buckytubes. Los nanotubos obtenidos eran cilindros cerrados en los extremos por un casquete esférico conla estructura de un fullereno. Estos nanotubos presentaban diferentes estructuras en función de la orientación de los hexágonos del grafeno respecto del eje.
Una forma alotrópica del carbono en la cual los átomos de carbono presentan una hibridación intermedia entre la sp² y la sp³ es el fullereno. Este tipo de hibridación hace posible que los átomos de carbono puedan combinarse formandohexágonos y pentágonos en estructuras tridimensionales cerradas. El fullereno más común es el C60 (de 60 átomos de carbono) y es similar a un balón de fútbol, aunque también se han descrito otros fulerenos: C76,...C100, etc. Los NTC’s prestan también estas hibridaciones intermedias y pueden considerarse como láminas de grafito enrolladas en forma de tubos. Los nanotubos pueden ser abiertos o cerrados, encuyo caso la estructura que cierra el nanotubo es similar a la mitad de un fullereno.
Los nanotubos también pueden ser de monocapa (de una sola capa) o multicapa (varias capas concéntricas) Desde entonces, ha habido una intensa actividad científica relacionada a la síntesis y propiedades de los NTC’s, así como también de sus aplicaciones en varias áreas de la ciencia. De hecho, los NTC’srepresentan uno de los mejores ejemplos de las nanoestructuras, derivadas del progreso de la síntesis química de nuevos materiales. Es importante destacar, que los NTC’s poseen una composición química y configuración atómica sencilla, sin embargo, dentro los nanomateriales conocidos hasta hoy día éstos exhiben, posiblemente, la más vasta diversidad y riqueza en relación a sus estructuras y propiedadesintrínsecas. Es decir, existe un gran número de posibilidades en los tipos de moléculas de NTC’s que pueden ser obtenidos, ya que cada NTC’s puede presentar propiedades físicas distintas a otros NTC’s preparados en condiciones diferentes. En este sentido, la síntesis controlada de nanotubos de carbono abre interesantes oportunidades en el campo de la nanotecnología, dado que es una forma decontrolar también sus propiedades eléctricas y mecánicas. Por ejemplo, la funcionalización química de los NTC’s permite su
empleo como catalizadores, sensores moleculares y aun sirviendo como interfase en sistemas biológicos.
Fullerenos
Los Fullerenos son macromoléculas de carbono individuales, con estructuras cerradas formadas por varias decenas de átomos de carbono únicamente. Los Fullerenosson una forma alotrópica del carbono.
Métodos de producción
Método del sustrato
La síntesis de nanotubos de carbono por esta técnica es esencialmente un proceso de dos etapas, en una primera etapa se preparan los catalizadores y en una segunda etapa se crecen los nanotubos. Los catalizadores son preparados generalmente dispersando nanopartículas de un metal de transición sobre un...
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