Nanotubos

Universidade de Santiago de Compostela-USC
Facultad de física
Master en energías renovables y sostenibilidad energética
Materia de Materiais para a enerxía
Profesor: Josefa Fernandez Perez

Aplicaciones de los nanotubos en las
turbinas marinas

Pablo Ángel Escribano Martín
Santiago de Compostela
13/3/2015

Índice

Nanotubos

1

Propiedades

1

Desarrollo

2

Aplicaciones

3

Conclusiones

5Bibliografía

6

1.- Nanotubos
Un nanotubo de carbono es un material formado a partir de átomos de carbono
dispuestos de tal manera que su forma es tubular. Existen dos tipos de nanotubos, los nanotubos
simples y los nanotubos compuestos. Los primeros son están constituidos por átomos de
carbono dispuestos en una red hexagonal cilíndrica, de forma que su estructura es la misma que
se obtendría si seenrollara sobre sí misma una lámina de grafito y los compuestos son
nanotubos simples dispuestos concéntricamente. Los nanotubos pueden ser además
clasificados en tres estructuras denominadas zigzag, helicoidal y sillón. El diámetro medio de un
nanotubo simple es de 1-2 nm, mientras que uno compuesto puede ser de más de 50 nm.
Generalmente, la longitud de los nanotubos oscila entre micrómetros ymilímetros,
confiriéndole un gran espectro.
Hay varios métodos disponibles para la síntesis de nanotubos: ablación laser, método
del arco eléctrico y deposición químico catalítica gaseosa (CVD). Sin embargo, actualmente es
complicada la síntesis específica de cualquiera de esas estructuras siendo común que el
resultado sea un compendio de todas ellas. No obstante, la orientación puede controlarsede
manera que formen una ordenación vertical. Esta disposición altamente ordenada o su
estructura afectaran a sus propiedades.

2.- Propiedades
2.1.- Propiedades mecánicas
Teóricamente fue calculado que la fuerza de tensión que puede soportar un nanotubo
es de 45 GPa si es simple y 150 GPa si es compuesto. Sin embargo las mediciones indicaron que
las tensiones soportadas son algo menores, siendode 14 GPa para los nanotubos simples y entre
11 y 63 GPa para los compuestos.
El acero, material ampliamente conocido por su resistencia, soporta una tensión de 1-2
GPa, lo que significa que los nanotubos soportan 5 veces más tensión que el acero. La densidad
de un nanotubo simple es de 1,33- 1,40 g/cm3 siendo únicamente la mitad de la densidad del
aluminio. Por lo descrito los nanotubos sonmateriales excepcionalmente resistentes y ligeros lo
que les convierte en un óptimo material para la creación de composites resistentes y ligeros.
2.2.- Propiedades químicas
La naturaleza cilíndrica sin fisuras de los nanotubos hace de ellos químicamente estables
a temperatura ambiente. Generalmente, la reactividad química del nanotubo es mayor en su
extremo abierto que en la zona media. Es posibleconferir funcionabilidad a los nanotubos para
algunas aplicaciones añadiéndole determinados grupos funcionales. De hecho la
funcionalización es esencial para mejorar el procesamiento de nanotubos con el fin de casar sus
propiedades con las de otros materiales. La estabilidad química, unida a su gran área superficial
le convierte en un potencial candidato para aplicaciones de adsorción yalmacenamiento.
Específicamente se está investigando como material para almacenes de hidrogeno.
Los nanotubos simples no son disueltos ni en agua ni en disolventes orgánicos por las
fuertes fuerzas de Van der Waals entre los nanotubos individuales convirtiéndoles en
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hidrofóbicos. Esta hidrofobicidad puede ser aumentada con una disposición alineada de los
nanotubos
2.3.- Propiedades eléctricas
Los nanotubossimples, eléctricamente, pueden comportarse como metales o
semiconductores en función del diámetro y del índice de quiralidad mientras que los nanotubos
compuestos se comportan como metales. La movilidad de los portadores de carga en un
nanotubo simple puede alcanzar los 10000 cm2/Vs. Como comparación, la movilidad de los
portadores de carga de la silicona es de 1000 cm2/Vs. Además la capacidad...