Buenas gente, les dejo esta explicación en videos porque es muy buena, y abajo aprovecho para compartir estas divagaciones científicas acerca de las posibles utilidades de los mismos, la verdad muy interesante si les gusta el tema.
Aplicaciones:
Electroquímicas
Una importante aplicación de los nanotubos, dada su gran superficie y su baja resistividad, es la electroquímica, como el desarrollo de supercondensadores, dispositivos para el almacenamiento de hidrógeno y fabricación de celdas solares.
Supercondensadores
Un supercondensador consiste, esencialmente, en dos electrodos de carbono separados por una membrana permeable de iones sumergidos en un electrolito. La función de un supercondensador se mide en términos de la potencia y de la densidad de energía almacenada. Los SWNTs tienen la mayor relación superficie/volumen de cualquier material de carbono, de forma que sus átomos son los que forman la superficie del electrodo. Actualmente, los supercondensadores son fabricados con carbón activado, que es extremadamente poroso y con una gran área superficial. En esta clase de carbón obtenido, los poros son irregulares en tamaño y forma, reduciendo, de esta manera, la eficiencia. En cambio, los CNTs alineados verticalmente en el supercondensador poseen formas muy regulares y un ancho del orden de varios diámetros atómicos a la vez que presentan una menor resistencia, lo que incrementa su densidad de energía.
Los supercondensadores mejorados con nanotubos (tanto de pared simple o múltiple) combinan la larga durabilidad y alta potencia de los supercondensadores comerciales con la mayor densidad de almacenamiento propia de las baterías químicas. Por tanto, pueden ser utilizados en muchas aplicaciones de almacenamiento de energía.13
Almacenamiento de hidrógeno
La gran superficie y estructura tubular de los CNTs hace que puedan ser útiles para el almacenamiento de hidrógeno. El hidrógeno se añade a los nanotubos por quimisorcion, puesto que los enlaces de los carbonos que forman el nanotubo ofrecen capacidad hasta su saturación incorporando hidrógenos. El análisis de espectroscopia de rayos X revela una disminución de la resonancia en los enlaces C-C, y un aumento de intensidad en los enlaces C-H.
En el espectro de absorción se puede apreciar un pico correspondiente al carbono no hidrogenado, que aparece a mayor energía, y otro pico debido al carbono hidrogenado de menor energía. La proporción entre los dos picos indica la cantidad de hidrógeno absorbido, próximo al requerido para ser aceptado como un dispositivo de almacenamiento de hidrógeno en vehículos.
Por ejemplo, en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) se está trabajando acerca de ello. La idea consiste en depositar nanotubos en el interior de una cámara a presión. Se deja entrar el hidrógeno en dicha cámara y pasado un tiempo se deja salir de la misma. La cantidad de gas saliente es menor que la entrante. Por tanto, se cree que el hidrógeno queda incorporado al nanotubo.
Trabajando sobre esta idea, se ha comprobado la capacidad de absorción del hidrógeno en diferentes estructuras de nanotubos. Así, un paquete de double-walled carbon nanotubes (DWNT) puede absorber hasta el doble de lo que hacen los SWNTs. A partir de la comparación de los planos de grafito de SWNTs, con extremada pureza, uniformidad y apenas trazas de impurezas, y de DWNTs, con un alto ordenamiento, pero con empaquetamiento más ligero, en un conjunto hexagonal, se ha encontrado que estos últimos presentan una mayor estabilidad para la absorción de H2. Esto se debe a que la matriz de nanotubos presenta poros a los que pueden unirse las moléculas de H2, y que dada la accesibilidad de éstos y el más profundo potencial molecular consecuencia del solapamiento de los potenciales moleculares por la doble pared, la absorción es mucho mayor, a pesar de tener un área un 40% menor que los SWNTs.
Células solares
Gracias a las singulares propiedades eléctricas de los nanotubos se cree que puedan resultar eficaces en la conversión de energía solar en eléctrica. El primer paso para construir una célula solar es ensamblar nanotubos de carbono sobre un sustrato que haría las veces de electrodo, formando una fina capa. Los nanotubos obtenidos comercialmente se solubilizan en una suspensión que se transfiere a una célula de electroforesis con dos electrodos ópticos transparentes paralelos (OTEs). Al aplicar un voltaje de corriente continua, los nanotubos en suspensión se mueven hacia el electrodo positivo. Manteniendo este voltaje durante un cierto tiempo, se consigue la deposición de una capa de SWNT sobre la superficie del electrodo. Se puede modificar la forma de la capa. Por ejemplo, si se prolonga el tiempo de la electroforesis se aumenta el grosor de la capa, o si se aplican campos superiores a 100 V/m, se obtiene un alineamiento de los nanotubos perpendicular a la superficie del electrodo.
Se pueden utilizar dos procedimientos para el uso de los nanotubos en las células solares, bien excitar directamente los nanotubos semiconductores, o bien usarlos como conductos para mejorar el transporte de carga en los colectores de luz nanoensamblados.
En el primer caso, se está investigando con los SWCNTs semiconductores, cuyas propiedades eléctricas han sido detalladas anteriormente. Estudios recientes han confirmado que los nanotubos poseen una estructura de bandas que permite la formación de pares electrón-hueco y su posterior separación por excitación de la luz. El siguiente paso es poder utilizar estos portadores para obtener una corriente, tal y como sucede en las aplicaciones fotovoltaicas de otros semiconductores. Utilizando la capa de nanotubos depositados sobre el OTE como un electrodo fotosensible se puede construir una célula fotoelectroquímica. Un electrolito se sitúa entre la capa de nanotubos de carbono del electrodo y una lámina de platino. La luz incidente excita los SWNTs y genera portadores de carga, después de lo cual se observa una generación de corriente. Ésta corriente es catódica, lo que indica que los huecos fotogenerados son acumulados en la superficie del OTE y transportados al electrodo colector por un circuito externo. La reacción redox presente permite recuperar las cargas de la superficie del electrodo de manera que se mantiene una fotocorriente constante. La observación de este tipo de corriente catódica supone que los SWNTs utilizados poseen propiedades de semiconductores tipo p.
La eficiencia de la fotoconversión (IPCE) se mide como la eficiencia fotón-portador y se obtiene midiendo la fotocorriente a diferentes longitudes de onda. El máximo valor obtenido por este método es del 0,15% a 400 nm, cuando lo usual en las células solares es un valor, en torno al 80-90%.14 Estos resultados se pueden mejorar incorporando una lámina de óxido de estaño (SnO2) en el OTE que incrementa el área para recolectar portadores. También, mediante el uso de stacked-cup nanotubes (SCCNTs), que presentan huecos en su estructura, ofreciendo una larga porción de reactivos de borde en la superficie interna y externa, y que minimizan la interacción entre nanotubos al permanecer separados en la deposición sobre el electrodo.
En un electrodo OTE/SnO2/SCCNT los electrones fotogenerados en los SCCNT son recogidos por los cristales de SnO2 generando una corriente anódica. Por tanto, presentan un comportamiento tipo n opuesto al de las capas de SWNT, con el que se consigue un IPCE de casi el 17%. Los dopantes introducidos durante la síntesis de los nanotubos, marcará sus propiedades tipo p o n.
Otro procedimiento que está en desarrollo es la utilización de los nanotubos como anclajes para colectores de luz nanoensamblados (e. g. partículas semiconductoras) otorgando una vía para la captura de las cargas fotogeneradas y su transporte hasta la superficie del electrodo. Un ejemplo muy interesante es el material compuesto CdS-SWNT que es capaz de generar una fotocorriente a partir de luz visible con una gran eficacia. La capa de SWNTs se deposita en el OTE usando el método de electroforesis descrito anteriormente. El electrodo se sumerge en una solución conteniendo iones de cadmio (Cd) y azufre (S) para formar los cristales de sulfuro de cadmio (CdS). La corriente anódica que se observa confirma que los electrones viajan desde CdS hasta el electrodo colector a través de la red de SWNTs.
Como puede comprobarse, y debido a la baja eficiencia, mostrada hasta ahora, la introducción de nanotubos en células solares está aún en fase experimental, en búsqueda de un mejor rendimiento.
Electrónica
De entre las múltiples aplicaciones de los nanotubos de carbono, quizá las más interesantes se encuentren en el dominio de la electrónica, ya que éstos pueden desempeñar el mismo papel que el silicio en los dispositivos electrónicos pero a escala molecular, donde los semiconductores dejan de funcionar.
Además, debido a que los avances en la industria electrónica se basan en la miniaturización de los dispositivos, que conlleva un aumento en el rendimiento de la velocidad de proceso y la densidad de los circuitos, será necesario utilizar nanotubos de carbono en su fabricación. Los nanotubos de carbono pueden ser utilizados para fabricar múltiples dispositivos entre los que destacan los transistores y las memorias informáticas.
Transistores
En el terreno de los transistores, se pueden introducir SWNTs semiconductores entre dos electrodos (fuente y drenador) en transistores de efecto de campo (FET), llamados CNTFET, para crear una “autopista” para la circulación de electrones. Esa corriente puede activarse, o desactivarse, aplicando un pequeño voltaje a la puerta, que hace que cambie la conductividad del nanotubo en un factor mayor de 106, comparable a los FET de silicio. Como resultado, los CNTFET conmutarían sin errar y consumiendo menos energía que un dispositivo de silicio. Además, las velocidades de conmutación pueden llegar a los terahertz, lo que supone conmutar 104 veces más rápido que en los procesadores actuales.
Memorias
Otros dispositivos que podrían experimentar grandes avances con la introducción de nanotubos de carbono en su construcción es, sin duda, la memoria de acceso aleatorio (RAM). Teniendo en cuenta que las características de una memoria ideal de este tipo serían una gran capacidad de almacenamiento, un acceso a los datos rápido y aleatorio, un escaso consumo energético, un precio bajo por bit almacenado, una fácil integración en la tecnología de circuitos integrados y, a ser posible, la no volatilidad de los datos después de apagar el ordenador, se han intentado diseñar memorias en cuyo funcionamiento juegan un papel esencial los nanotubos de carbono.
Una de las ideas, y puede que la más importante, ha sido llevada a cabo por el grupo de investigadores que dirige Charles M. Lieber de la Universidad Harvard. El diseño de esta memoria se basa en las propiedades elásticas de los nanotubos, que operarían como conmutadores electromecánicos. Estos podrían ser diseccionados individualmente.
Otra alternativa para crear una memoria sería pensar en un dispositivo nanomecánico basado en un fullereno incorporado en un corto nanotubo de carbono que pudiese ser dirigido a dos posiciones estables, en los extremos del mismo, mediante la aplicación de un campo eléctrico, aunque todavía esta idea no se ha aplicado a ningún dispositivo.
Existe otro tipo de memorias que combinan nanotubos metálicos y semiconductores separados por un dieléctrico de tipo ONO (SiO2/Si3N4/SiO2).
Cabe destacar que los nanotubos de carbono se pueden utilizar para mejorar otros dispositivos como las interconexiones o los circuitos integrados.
Otras aplicaciones industriales
Al agregar pequeñas cantidades de nanotubos a polímeros, cambian sus propiedades eléctricas y esto da lugar a las primeras aplicaciones industriales:
Biomedicina: Investigadores de universidades italianas han hecho crecer células nerviosas en sustratos, cubiertos por redes de nanotubos de carbono, encontrado un aumento de la señal neuronal transferida entre células. Como los CNTs son similares en forma y tamaño a las células nerviosas pueden ayudar a reestructurar y reconectar neuronas dañadas.
Automóviles: Mangueras antiestáticas de combustible
Automóviles: Partes plásticas conductoras para pintado spray electrostático
Aeroespacio: Partes de aviones
Packaging: Antiestático para electrónicos
Tintas conductoras
Materiales extremadamente negros: La sustancia más oscura conocida, hasta la fecha, se ha creado a partir de nanotubos de carbono. El material se fabricó una matriz de nanotubos de carbono de baja densidad, dispuestos de forma vertical. El índice de reflexión del material es tres veces menor de lo que se había logrado hasta ahora. Este "bosque" de nanotubos de carbono es muy bueno a la hora de absorber la luz, pero muy malo para reflejarla. El grupo de investigadores estadounidenses, pertenecientes al Instituto Politécnico Rensselaer de Troy, Nueva York, que lo ha desarrollado aseguran que es lo más parecido que existe al cuerpo negro. Un cuerpo ideal que absorbe la luz de todas las longitudes de onda y desde todos los ángulos posibles. Se espera que el desarrollo de estos materiales tengan aplicaciones en los ámbitos de la electrónica, la invisibilidad en la zona del visible, y en el campo de la energía solar.
Deportes: Debido a la alta resistencia mecánica de los nanotubos, se están empezando a utilizar para hacer más fuertes las raquetas de tenis, manillares de bicicletas, palos de golf, y flechas de ultima generación.
Como adsorbentes
Los nanotubos de carbono poseen una elevada área superficial, su estructura porosa y en capas es ideal para almacenar diversos elementos y sustancias químicas.
En estudios recientes los nanotubos han sido adsorbentes de: nicotina y alquitrán del humo de los cigarrillos, tintas reactivas, compuestos orgánicos volátiles (n-pentano, n-hexano, n-heptano, n-octano, n-ciclohexano, benceno, tricloroetileno), microcistinas, iones metálicos divalentes y Trihalometanos del agua (CHCl3, CHBrCl2, CHBr2Cl y CHBr3).
Remoción de metales pesados: Entre los adsorbentes de iones metálicos tóxicos (carbón activado, zeolitas, biomateriales, resinas, entre otros) los investigadores están interesándose por los CNTs debido a su alta capacidad de adsorción. Este proceso se ha estudiado con algunos iones divalentes como: Ni2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+, Co2+.
En los estudios, los nanotubos han mostrado gran potencial en la adsorción, sus futuras aplicaciones se proyectan en el cuidado del medio ambiente; en la remoción de iones tóxicos de las aguas residuales de procesos industriales.15
Para mejorar la eficiencia de adsorción, los nanotubos se someten a una previa oxidación. La oxidación se ha hecho con soluciones de varios agentes químicos como: KMnO4, HNO3, NaOCl, HCl, H2SO4, O3 o H2O2; éstas aumentan el número de grupos funcionales que contienen oxígeno (C=O, COOH, OH) y elevan la carga negativa superficial. Los átomos de oxígeno incrementan la capacidad de intercambio iónico.
Espero les resulte tan interesante como a mi, saludos!
Aplicaciones:
Electroquímicas
Una importante aplicación de los nanotubos, dada su gran superficie y su baja resistividad, es la electroquímica, como el desarrollo de supercondensadores, dispositivos para el almacenamiento de hidrógeno y fabricación de celdas solares.
Supercondensadores
Un supercondensador consiste, esencialmente, en dos electrodos de carbono separados por una membrana permeable de iones sumergidos en un electrolito. La función de un supercondensador se mide en términos de la potencia y de la densidad de energía almacenada. Los SWNTs tienen la mayor relación superficie/volumen de cualquier material de carbono, de forma que sus átomos son los que forman la superficie del electrodo. Actualmente, los supercondensadores son fabricados con carbón activado, que es extremadamente poroso y con una gran área superficial. En esta clase de carbón obtenido, los poros son irregulares en tamaño y forma, reduciendo, de esta manera, la eficiencia. En cambio, los CNTs alineados verticalmente en el supercondensador poseen formas muy regulares y un ancho del orden de varios diámetros atómicos a la vez que presentan una menor resistencia, lo que incrementa su densidad de energía.
Los supercondensadores mejorados con nanotubos (tanto de pared simple o múltiple) combinan la larga durabilidad y alta potencia de los supercondensadores comerciales con la mayor densidad de almacenamiento propia de las baterías químicas. Por tanto, pueden ser utilizados en muchas aplicaciones de almacenamiento de energía.13
Almacenamiento de hidrógeno
La gran superficie y estructura tubular de los CNTs hace que puedan ser útiles para el almacenamiento de hidrógeno. El hidrógeno se añade a los nanotubos por quimisorcion, puesto que los enlaces de los carbonos que forman el nanotubo ofrecen capacidad hasta su saturación incorporando hidrógenos. El análisis de espectroscopia de rayos X revela una disminución de la resonancia en los enlaces C-C, y un aumento de intensidad en los enlaces C-H.
En el espectro de absorción se puede apreciar un pico correspondiente al carbono no hidrogenado, que aparece a mayor energía, y otro pico debido al carbono hidrogenado de menor energía. La proporción entre los dos picos indica la cantidad de hidrógeno absorbido, próximo al requerido para ser aceptado como un dispositivo de almacenamiento de hidrógeno en vehículos.
Por ejemplo, en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) se está trabajando acerca de ello. La idea consiste en depositar nanotubos en el interior de una cámara a presión. Se deja entrar el hidrógeno en dicha cámara y pasado un tiempo se deja salir de la misma. La cantidad de gas saliente es menor que la entrante. Por tanto, se cree que el hidrógeno queda incorporado al nanotubo.
Trabajando sobre esta idea, se ha comprobado la capacidad de absorción del hidrógeno en diferentes estructuras de nanotubos. Así, un paquete de double-walled carbon nanotubes (DWNT) puede absorber hasta el doble de lo que hacen los SWNTs. A partir de la comparación de los planos de grafito de SWNTs, con extremada pureza, uniformidad y apenas trazas de impurezas, y de DWNTs, con un alto ordenamiento, pero con empaquetamiento más ligero, en un conjunto hexagonal, se ha encontrado que estos últimos presentan una mayor estabilidad para la absorción de H2. Esto se debe a que la matriz de nanotubos presenta poros a los que pueden unirse las moléculas de H2, y que dada la accesibilidad de éstos y el más profundo potencial molecular consecuencia del solapamiento de los potenciales moleculares por la doble pared, la absorción es mucho mayor, a pesar de tener un área un 40% menor que los SWNTs.
Células solares
Gracias a las singulares propiedades eléctricas de los nanotubos se cree que puedan resultar eficaces en la conversión de energía solar en eléctrica. El primer paso para construir una célula solar es ensamblar nanotubos de carbono sobre un sustrato que haría las veces de electrodo, formando una fina capa. Los nanotubos obtenidos comercialmente se solubilizan en una suspensión que se transfiere a una célula de electroforesis con dos electrodos ópticos transparentes paralelos (OTEs). Al aplicar un voltaje de corriente continua, los nanotubos en suspensión se mueven hacia el electrodo positivo. Manteniendo este voltaje durante un cierto tiempo, se consigue la deposición de una capa de SWNT sobre la superficie del electrodo. Se puede modificar la forma de la capa. Por ejemplo, si se prolonga el tiempo de la electroforesis se aumenta el grosor de la capa, o si se aplican campos superiores a 100 V/m, se obtiene un alineamiento de los nanotubos perpendicular a la superficie del electrodo.
Se pueden utilizar dos procedimientos para el uso de los nanotubos en las células solares, bien excitar directamente los nanotubos semiconductores, o bien usarlos como conductos para mejorar el transporte de carga en los colectores de luz nanoensamblados.
En el primer caso, se está investigando con los SWCNTs semiconductores, cuyas propiedades eléctricas han sido detalladas anteriormente. Estudios recientes han confirmado que los nanotubos poseen una estructura de bandas que permite la formación de pares electrón-hueco y su posterior separación por excitación de la luz. El siguiente paso es poder utilizar estos portadores para obtener una corriente, tal y como sucede en las aplicaciones fotovoltaicas de otros semiconductores. Utilizando la capa de nanotubos depositados sobre el OTE como un electrodo fotosensible se puede construir una célula fotoelectroquímica. Un electrolito se sitúa entre la capa de nanotubos de carbono del electrodo y una lámina de platino. La luz incidente excita los SWNTs y genera portadores de carga, después de lo cual se observa una generación de corriente. Ésta corriente es catódica, lo que indica que los huecos fotogenerados son acumulados en la superficie del OTE y transportados al electrodo colector por un circuito externo. La reacción redox presente permite recuperar las cargas de la superficie del electrodo de manera que se mantiene una fotocorriente constante. La observación de este tipo de corriente catódica supone que los SWNTs utilizados poseen propiedades de semiconductores tipo p.
La eficiencia de la fotoconversión (IPCE) se mide como la eficiencia fotón-portador y se obtiene midiendo la fotocorriente a diferentes longitudes de onda. El máximo valor obtenido por este método es del 0,15% a 400 nm, cuando lo usual en las células solares es un valor, en torno al 80-90%.14 Estos resultados se pueden mejorar incorporando una lámina de óxido de estaño (SnO2) en el OTE que incrementa el área para recolectar portadores. También, mediante el uso de stacked-cup nanotubes (SCCNTs), que presentan huecos en su estructura, ofreciendo una larga porción de reactivos de borde en la superficie interna y externa, y que minimizan la interacción entre nanotubos al permanecer separados en la deposición sobre el electrodo.
En un electrodo OTE/SnO2/SCCNT los electrones fotogenerados en los SCCNT son recogidos por los cristales de SnO2 generando una corriente anódica. Por tanto, presentan un comportamiento tipo n opuesto al de las capas de SWNT, con el que se consigue un IPCE de casi el 17%. Los dopantes introducidos durante la síntesis de los nanotubos, marcará sus propiedades tipo p o n.
Otro procedimiento que está en desarrollo es la utilización de los nanotubos como anclajes para colectores de luz nanoensamblados (e. g. partículas semiconductoras) otorgando una vía para la captura de las cargas fotogeneradas y su transporte hasta la superficie del electrodo. Un ejemplo muy interesante es el material compuesto CdS-SWNT que es capaz de generar una fotocorriente a partir de luz visible con una gran eficacia. La capa de SWNTs se deposita en el OTE usando el método de electroforesis descrito anteriormente. El electrodo se sumerge en una solución conteniendo iones de cadmio (Cd) y azufre (S) para formar los cristales de sulfuro de cadmio (CdS). La corriente anódica que se observa confirma que los electrones viajan desde CdS hasta el electrodo colector a través de la red de SWNTs.
Como puede comprobarse, y debido a la baja eficiencia, mostrada hasta ahora, la introducción de nanotubos en células solares está aún en fase experimental, en búsqueda de un mejor rendimiento.
Electrónica
De entre las múltiples aplicaciones de los nanotubos de carbono, quizá las más interesantes se encuentren en el dominio de la electrónica, ya que éstos pueden desempeñar el mismo papel que el silicio en los dispositivos electrónicos pero a escala molecular, donde los semiconductores dejan de funcionar.
Además, debido a que los avances en la industria electrónica se basan en la miniaturización de los dispositivos, que conlleva un aumento en el rendimiento de la velocidad de proceso y la densidad de los circuitos, será necesario utilizar nanotubos de carbono en su fabricación. Los nanotubos de carbono pueden ser utilizados para fabricar múltiples dispositivos entre los que destacan los transistores y las memorias informáticas.
Transistores
En el terreno de los transistores, se pueden introducir SWNTs semiconductores entre dos electrodos (fuente y drenador) en transistores de efecto de campo (FET), llamados CNTFET, para crear una “autopista” para la circulación de electrones. Esa corriente puede activarse, o desactivarse, aplicando un pequeño voltaje a la puerta, que hace que cambie la conductividad del nanotubo en un factor mayor de 106, comparable a los FET de silicio. Como resultado, los CNTFET conmutarían sin errar y consumiendo menos energía que un dispositivo de silicio. Además, las velocidades de conmutación pueden llegar a los terahertz, lo que supone conmutar 104 veces más rápido que en los procesadores actuales.
Memorias
Otros dispositivos que podrían experimentar grandes avances con la introducción de nanotubos de carbono en su construcción es, sin duda, la memoria de acceso aleatorio (RAM). Teniendo en cuenta que las características de una memoria ideal de este tipo serían una gran capacidad de almacenamiento, un acceso a los datos rápido y aleatorio, un escaso consumo energético, un precio bajo por bit almacenado, una fácil integración en la tecnología de circuitos integrados y, a ser posible, la no volatilidad de los datos después de apagar el ordenador, se han intentado diseñar memorias en cuyo funcionamiento juegan un papel esencial los nanotubos de carbono.
Una de las ideas, y puede que la más importante, ha sido llevada a cabo por el grupo de investigadores que dirige Charles M. Lieber de la Universidad Harvard. El diseño de esta memoria se basa en las propiedades elásticas de los nanotubos, que operarían como conmutadores electromecánicos. Estos podrían ser diseccionados individualmente.
Otra alternativa para crear una memoria sería pensar en un dispositivo nanomecánico basado en un fullereno incorporado en un corto nanotubo de carbono que pudiese ser dirigido a dos posiciones estables, en los extremos del mismo, mediante la aplicación de un campo eléctrico, aunque todavía esta idea no se ha aplicado a ningún dispositivo.
Existe otro tipo de memorias que combinan nanotubos metálicos y semiconductores separados por un dieléctrico de tipo ONO (SiO2/Si3N4/SiO2).
Cabe destacar que los nanotubos de carbono se pueden utilizar para mejorar otros dispositivos como las interconexiones o los circuitos integrados.
Otras aplicaciones industriales
Al agregar pequeñas cantidades de nanotubos a polímeros, cambian sus propiedades eléctricas y esto da lugar a las primeras aplicaciones industriales:
Biomedicina: Investigadores de universidades italianas han hecho crecer células nerviosas en sustratos, cubiertos por redes de nanotubos de carbono, encontrado un aumento de la señal neuronal transferida entre células. Como los CNTs son similares en forma y tamaño a las células nerviosas pueden ayudar a reestructurar y reconectar neuronas dañadas.
Automóviles: Mangueras antiestáticas de combustible
Automóviles: Partes plásticas conductoras para pintado spray electrostático
Aeroespacio: Partes de aviones
Packaging: Antiestático para electrónicos
Tintas conductoras
Materiales extremadamente negros: La sustancia más oscura conocida, hasta la fecha, se ha creado a partir de nanotubos de carbono. El material se fabricó una matriz de nanotubos de carbono de baja densidad, dispuestos de forma vertical. El índice de reflexión del material es tres veces menor de lo que se había logrado hasta ahora. Este "bosque" de nanotubos de carbono es muy bueno a la hora de absorber la luz, pero muy malo para reflejarla. El grupo de investigadores estadounidenses, pertenecientes al Instituto Politécnico Rensselaer de Troy, Nueva York, que lo ha desarrollado aseguran que es lo más parecido que existe al cuerpo negro. Un cuerpo ideal que absorbe la luz de todas las longitudes de onda y desde todos los ángulos posibles. Se espera que el desarrollo de estos materiales tengan aplicaciones en los ámbitos de la electrónica, la invisibilidad en la zona del visible, y en el campo de la energía solar.
Deportes: Debido a la alta resistencia mecánica de los nanotubos, se están empezando a utilizar para hacer más fuertes las raquetas de tenis, manillares de bicicletas, palos de golf, y flechas de ultima generación.
Como adsorbentes
Los nanotubos de carbono poseen una elevada área superficial, su estructura porosa y en capas es ideal para almacenar diversos elementos y sustancias químicas.
En estudios recientes los nanotubos han sido adsorbentes de: nicotina y alquitrán del humo de los cigarrillos, tintas reactivas, compuestos orgánicos volátiles (n-pentano, n-hexano, n-heptano, n-octano, n-ciclohexano, benceno, tricloroetileno), microcistinas, iones metálicos divalentes y Trihalometanos del agua (CHCl3, CHBrCl2, CHBr2Cl y CHBr3).
Remoción de metales pesados: Entre los adsorbentes de iones metálicos tóxicos (carbón activado, zeolitas, biomateriales, resinas, entre otros) los investigadores están interesándose por los CNTs debido a su alta capacidad de adsorción. Este proceso se ha estudiado con algunos iones divalentes como: Ni2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+, Co2+.
En los estudios, los nanotubos han mostrado gran potencial en la adsorción, sus futuras aplicaciones se proyectan en el cuidado del medio ambiente; en la remoción de iones tóxicos de las aguas residuales de procesos industriales.15
Para mejorar la eficiencia de adsorción, los nanotubos se someten a una previa oxidación. La oxidación se ha hecho con soluciones de varios agentes químicos como: KMnO4, HNO3, NaOCl, HCl, H2SO4, O3 o H2O2; éstas aumentan el número de grupos funcionales que contienen oxígeno (C=O, COOH, OH) y elevan la carga negativa superficial. Los átomos de oxígeno incrementan la capacidad de intercambio iónico.
Espero les resulte tan interesante como a mi, saludos!