Nanotubos Alta

NANOTUBOS
DE CARBONO

Pere Castell
Lugar y fecha de nacimiento: Reus, España, 1974
Formación: Licenciado en Químicas por la Universidad Rovira i Virgili de Tarragona en
1996. Doctorado cinco años más tarde en esta misma universidad
Carrera Profesional: Realizó una estancia postdoctoral en Eindhoven (Países Bajos) donde
desarrollo pinturas en polvo para poliolefinas. Posteriormente se incorporóal Instituto de
Carboquimica (CSIC) en Zaragoza donde compaginó el estudio de materiales mediante
difracción de rayos X con el desarrollo de nanocomposites de polipropileno con nanotubos
de carbono.
Desde 2007 es el responsable del departamento de I+D de Nanozar, S.L. y está
especializado en la preparación y caracterización de dispersiones de nanotubos de carbono y
en nanocomposites poliméricosbasados en nanotubos de carbono.

1. Estado del arte
Los nanotubos de carbono (NTC) son objetos nanométricos fundamentales
descubiertos en 1991 por Sumio Ijima. Debido a su estructura cilíndrica singular
(diámetros de unos nanómetros, longitudes de unos micrómetros y diferentes tipos de
quiralidad) y a su composición (únicamente formados por átomos de carbono), los
nanotubos de carbono poseen unaserie de únicas y fascinantes propiedades
mecánicas, térmicas, eléctricas, electrónicas, magnéticas y ópticas. A continuación se
detallan algunas de las propiedades características de los nanotubos:











Material muy ligero.
Material con elevada área superficial.
Material muy fuerte: Con un módulo de Young hasta 1 TPa, 100 veces más
fuerte que acero.
Material muy flexible (se dobla agrandes ángulos sin romperse) y con gran
capacidad de almacenamiento de energía mecánica.
Conductividad térmica hasta 3000 W/mK (mayor que la del diamante).
Elevada estabilidad térmica.
Conductividad eléctrica: en función de su estructura pueden ser metálicos o
semiconductores (incluido aislante). Los nanotubos metálicos pueden llevar
alta densidad de cargas eléctrica con elevada movilidad.
Muybuena emisión de electrones bajo un campo eléctrico.
Propiedades cuánticas (electrónicas, vibracionales, magnéticas etc.).

Comercialmente se pueden obtener diferentes tipos de nanotubos en grado de
investigación (escala de unos gramos) o en grado industrial (escala 100 kg) por
diferentes compañías en Europa, Estados Unidos y Asía.
A nivel industrial en 2006 dos grandes compañías químicas comoBayer
(Alemania) y Arkema (Francia) han inaugurado sus plantas de producción de
nanotubos. Estas dos ya producen MWNTs a escala de unos 100 kg con precios del
orden de 150 – 500 Euro/kg. Está previsto un precio de 50 Euro/kg cuando la
producción sea en toneladas. También la compañía Nanocyl (Bélgica) con sus MWNTs
ha entrado en este mercado. Todos ellos venden MWNTs procedente de procesos CVD.
Por otrolado, hay varias compañías que venden MWNTs y SWNTS a nivel (y
cantidades) de investigación. Los precios típicamente oscilan entre 50 Euros/gramo
hasta 200 Euros/gramo para el material crudo, en función del método de producción y
del tipo de nanotubo. Compañías como Nanocyl (Bélgica), Thomas Swan (Reino
Unido), CNI (EE.UU.), Rosseter (Chipre) sólo son algunas de ellas.
Dadas las excelentes yparticulares propiedades de los NTC, los materiales
preparados a partir de ellos tienen aplicaciones interesantes que abarcan campos tan
distintos como la electrónica plástica, fibras funcionales, textiles inteligentes,
materiales compuestos multifuncionales, almacenamiento de energía, etc. La
preparación de dispositivos optoelectrónicos y fotovoltaicos basados en NTC es un
campo en continuocrecimiento y con un interés muy elevado por muchas empresas
del sector. En este campo existen ya dispositivos y prototipos en el mercado como son
las pantallas planas comercializadas por Samsung y Toshiba, Oleds preparados por
Motorola, puntas de AFM por Nanoscience instruments y fuentes de electrones
preparadas por Philips, entre muchos otros ejemplos.

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Por lo que respecta a los materiales...