Nanotubos de carbonoson cosas increíbles. Pueden ser más fuertes que el acero mientras son más delgados que un cabello humano.

También son altamente estables, livianos y tienen increíbles propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas. Por esta razón, tienen el potencial del desarrollo de muchos materiales futuros interesantes.

También pueden mantener la clave para construir los materiales y estructuras del futuro, como los ascensores espaciales.

Aquí, exploramos cuáles son, cómo se realizan y qué aplicaciones tienden a tener. Esto no está destinado a ser una guía exhaustiva y solo está destinada a usarse como una descripción rápida.

Cuáles sonnanotubos de carbonoy sus propiedades?

Los nanotubos de carbono (CNT para abreviar), como su nombre indica, son estructuras cilíndricas diminutas hechas de carbono. Pero no cualquier carbono, las CNT consisten en láminas enrolladas de una sola capa de moléculas de carbono llamadas grafeno.

Tienden a venir en dos formas principales:

1. Nanotubos de carbono de paredes individuales(SWCNT): estos tienden a tener un diámetro de menos de 1 nm.

2. Nanotubos de carbono de paredes múltiples(MWCNT): estos consisten en varios nanotubos interlinistas concéntricamente y tienden a tener diámetros que pueden alcanzar más de 100 nm.

En cualquier caso, los CNT pueden tener longitudes variables de entre varios micrómetros a centímetros.

Como los tubos se construyen exclusivamente a partir de grafeno, comparten muchas de sus propiedades interesantes. Los CNT, por ejemplo, están unidos con enlaces SP2: estos son extremadamente fuertes a nivel molecular.

Los nanotubos de carbono también tienen la tendencia a unir las fuerzas de Van der Waals. Esto les proporciona alta resistencia y bajo peso. También tienden a ser materiales altamente conductores eléctricamente y térmicamente conductores.

"Las paredes de CNT individuales pueden ser metálicas o semiconductores dependiendo de la orientación de la red con respecto al eje del tubo, que se llama quiralidad".

Los nanotubos de carbono también tienen otras increíbles propiedades térmicas y mecánicas que los hacen atractivos para desarrollar nuevos materiales.

¿Qué hacen los nanotubos de carbono?

Como ya hemos visto, los nanotubos de carbono tienen algunas propiedades muy inusuales. Debido a esto, los CNT tienen muchas aplicaciones interesantes y variadas.

De hecho, a partir de 2013, según Wikipedia a través de Science Direct, la producción de nanotubos de carbono excedió varios miles de toneladas por año. Estos nanotubos tienen muchas aplicaciones, incluido el uso en:

• Soluciones de almacenamiento de energía
• Modelado de dispositivos
• Estructuras compuestas
• Piezas automotrices, incluidas potencialmente en los vagones de combustible de hidrógeno
• Cascos
• Artículos deportivos
• Filtros de agua
• Electrónica de película delgada
• Revestimiento
• Actuadores
• Blindaje electromagnético
• Textiles
• Aplicaciones biomédicas, incluida la ingeniería de tejidos de hueso y músculo, suministro de productos químicos, biosensores y más

Cuáles sonnanotubos de carbono de paredes múltiples?

Como ya hemos visto, los nanotubos de carbono de paredes múltiples son aquellos nanotubos hechos a partir de varios nanotubos céntricamente intercalados. Tienden a tener diámetros que pueden alcanzar más de 100 nm.

Pueden alcanzar más de centímetros de longitud y tienden a tener relaciones de aspecto que varían entre 10 y 10 millones.

Los nanotubos de paredes múltiples pueden contener entre 6 y 25 o más paredes concéntricas.

Los MWCNT tienen algunas propiedades excelentes que pueden explotarse en una gran cantidad de aplicaciones comerciales. Estos incluyen:

• Electrical: los MWNT son altamente conductores cuando se integran adecuadamente en una estructura compuesta. Cabe señalar que la pared exterior sola está conduciendo, las paredes internas no son fundamentales para la conductividad.
• Morfología: los MWNT tienen una relación de aspecto alta, con longitudes típicamente más de 100 veces el diámetro, y en ciertos casos mucho más altos. Su rendimiento y aplicación se basan no solo en la relación de aspecto, sino también en el grado de enredo y la rectitud de los tubos, que a su vez es una función del grado y la dimensión de los defectos en los tubos.
• Físico: sin defectos, individuales, MWNT tienen una excelente resistencia a la tracción y cuando se integran en un compuesto, como un compuesto termoplástico o termoestable, puede aumentar significativamente su resistencia.