Nanotubos De Carbono

Què són?

Són estructures tubulars el qual el seu diàmetre es de nanòmetre (que equival en escala a la bilionèsima part d'un metre). Existeixen nanotubs de molts materials, tals com silici o nitrur de bor, però generalment el terme s'aplica als nanotubs de carboni (CNTs: Carbon Nanotubes).

Els nanotubs de carboni són una forma al•lotròpica del carboni, com el diamant o el grafit. La seva estructura es pot considerar procedent d'una làmina de grafit enrotllada sobre si mateixa. Depenent del grau d'enrotllament i la manera com es conforma la làmina original, el resultat por portar a nanotubs de diferents diàmetres i geometries internes.

A. Els nanotubs conformats com si les cantonades d'un foli s'unissin pels seus extrems formant un canut, es denominen nanotubs mono capa o SWNTs (Single-Walled Nanotubes)

B. Existeixen també nanotubs que la seva estructura s'assembla a la d'una sèrie de tubs concèntrics, afegits uns dintre els altres, anomenats nanotubs multicapa o MWNTs (Multi-walled Nanotubes).

Com es poden fabricar?

Hi ha tres mètodes principals de manufactura:

Ablació làser: consisteix en vaporitzar un blanc de grafit mitjançant la radiació d'un pols làser, en un reactor d'alta temperatura i en presència d'un gas inert. Els nanotubs es formen quan el grafit vaporitzat entra en contacte amb la superfície freda, condensant sobre les parets del reactor.

Descàrrega d'arc: la presència de nanotubs s'ha pogut observar en les partícules sòlides molt petites produïdes en provocar un arc elèctric entre dos elèctrodes de grafit. En aquest procés es va observar que el carboni contingut en l'elèctrode negatiu sublimava a causa de les altíssimes temperatures produïdes per la descàrrega que provocaven l'arc voltaic. La descàrrega d'arc és un tipus de descàrrega elèctrica contínua que genera llum i calor molt intensos. Es produeix entre dos elèctrodes enfrontats dins d'una atmosfera de gas inert a baixa pressió.

La deposició catalítica en fase de vapor: consisteix en col•locar en una càmera, un substrat amb una capa de partícules d'un metall catalític, que s'escalfa fins aproximadament 700ºC. Posteriorment s'introdueix en la càmera un gas d'un hidrocarbur. Al descomposar-se el gas, allibera àtoms de carboni que s'aniran dipositant sobre les partícules catalítiques del substrat per donar a lloc als nanotubs. Els diàmetres d'aquests estan relacionats amb el tamany de les partícules de metall. Aquest tamany es pot controlar per deposició de patrons o màscares de metall.

Quines aplicacions tenen ja en l'actualitat o es preveu que puguin tenir en el futur?

...