¿Cómo se fabrican los nanotubos de carbono?

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nanotubos de carbono

Los nanotubos de carbono son estructuras de carbono que tienen forma tubular, como el de una lamina enrollada o unida por su extremo más largo, y cuyo diámetro está en el orden de los nanometros. 1 nanometro equivale a 1 x 10(-9) m ( es decir 0.000000001 m), lo cual ya es muy cercano al tamaño de los átomos -a penas más grande-, pero más pequeño que las moléculas.

También hay nanotubos de silicio o de nitruro de boro, dependiendo de como están formados se les llama monocapa (SWNTs por sus siglas en inglés) o multicapa (MWNTs de MultiWalls NanoTubes, en inglés). Algunas veces estos tubos están cerrados por un extremo por una esfera de otra estructura de carbono conocida como fulerenos.

Las primeras referencias escritas que se tienen de la produción de nanotubos viene de 1889; en 1952 dos científicos soviéticos revelan imágenes con un microscopio electrónico (TEM) de 50 nanotubos de carbono, sin embargo no se tuvo mucha difusión pues el artículo solo se publico en Ruso; en 1970 tomo mayor fuerza la investigación y producción en estas estructuras; en 1981 científicos soviéticos dieron evidencias de estructuras tubulares multicapa; en 1987 se le dio una patente en Estados Unidos de América por la producción de nanotubos a favor de Howard G Tennent de Hypeiorn Catálisis; en 1991 la investigación de Sumio Lijima desato la investigación en estos materiales y algunos a veces atribuyen erronameante a este autor su descubrimiento.

Existen 5 modos de producción de los nanotubos de carbono: Método del sustrato, método del catalizador flotante, ablación láser, descarga de arco y CVD.

En el método de Sustrato consiste esencialmente en dos etapas, la primera es en la que se preparan los catalizadores y la segunda en la que se crecen los nanotubos. Este método es muy caro y lento pues requiere de grandes tiempos y altas temperaturas para el crecimiento de los nanotubos.

En el método de catalizador flotante es un método muy parecido al anterior pero con la diferencia de que el tiempo de que se usa se reduce, aunque se eleva la temperatura usada para el proceso,  aunque esto acelera su producción , si requiere de otras sustancias para acelerar el proceso.

El método de ablación láser, consiste en que por el uso de un láser se vaporiza un blanco de grafito inmerso en un ambiente con ungas noble e un reactor de alta temperatura. Este proceso tiene una efectividad del 70% para producir nanotubos de monocapa, pudiendo variar el diámetro controlando la temperatura del reactor.

El método de descarga de arco consiste en la producción de un arco entre dos electrodos de grafito. El rendimiento de este método es del 30% y puede fabricar nanotubos monocapa y multicapa.

El método de CVD (Chemical Vapor Deposition) muy parecido al método de sustrato, utilizando un metal, en este proceso se puede controlar también el tamaño del diámetro de los tubos, por colocar patrones (o mascaras de metal) y se mezclan dos gases en el reactor. Este último es un o des lo métodos más frecuentes para la producción de nanotubos comerciales.

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