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Definición de un nanotubo
Los nanotubos de carbono de otros elementos
representan probablemente hasta el momento el
más importante producto derivado de la
investigación en fullerenes (los científicos
hispanos no se ponen de acuerdo sobre la traducción
de la palabra fullerene - en distintos trabajos
se pueden encontrar la palabra original, o fullerenos
o fulerenos...Nosotros utilizaremos siempre
la original utilizado en los círculos
de investigadores, para así evitar confusión).
Los nanotubos llevaron a los científicos
y premios Nobel Robert Curl, Harold Kroto y
Richard Smalley a descubrir el buckyball
C60.
Los nanotubos se componen de una o varias láminas
de grafito u otro material enrolladas sobre
sí mismas. Algunos nanotubos están
cerrados por media esfera de fullerene, y otros
no están cerrados. Existen nanotubos
monocapa (un sólo tubo) y multicapa (varios
tubos metidos uno dentro de otro, al estilo
de las famosas muñecas rusas). Los nanotubos
de una sola capa se llaman single wall nanotubes
(SWNTS) y los de varias capas, multiple
wall nanotubes (MWNT)
Los nanotubos tienen un diámetro de
unos nanometros y, sin embargo, su longitud
puede ser de hasta un milímetro, por
lo que dispone de una relación longitud:anchura
tremendamente alta y hasta ahora sin precedentes.
La investigación sobre
nanotubos de carbono es tan apasionante (por
sus múltiples aplicaciones y posibilidades)
como complejo (por la variedad de sus propiedades
electrónicas, termales y estructurales
que cambian según el diámetro,
la longitud, la forma de enrollar...).
Para comprender mejor los nanotubos,
pueden ver esta
presentación interactiva de nanotubo
que hemos encontrado en la excelente página
sobre
nanoestructuras de carbono publicado por
el Profesor V.H. Crespo de la Universidad Penn
State.
Los nanotubos de carbono son las
fibras más fuertes que se conocen. Un
solo nanotubo perfecto es de 10 a 100 veces
más fuerte que el acero por peso de unidad
y poseen propiedades eléctricas muy interesantes,
conduciendo la corriente eléctrica cientos
de veces más eficazmente que los tradicionales
cables de cobre
El grafito (sustancia utilizada
en lápices) es formado por átomos
de carbono estructurados en forma de panel.
Estas capas tipo-panel se colocan una encima
de otra. Una sola capa de grafito es muy estable,
fuerte y flexible. Dado que una capa de grafito
es tan estable sola, se adhiere de forma débil
a las capas al lado, Por esto se utiliza en
lápices - porque mientras se escribe,
se caen pequeñas escamas de grafito.
En fibras de carbono, las capas individuales
de grafito son mucho más grandes que
en lápices, y forman una estructura larga,
ondulada y fina, tipo-espiral. Se pueden pegar
estas fibras una a otras y formar así
una sustancia muy fuerte, ligera (y cara) utilizada
en aviones, raquetas de tenis, bicicletas de
carrera etc.
Pero existe otra forma de estructurar las capas
que produce un material más fuerte todavía,
enrollando la estructura tipo-panel para que
forme un tubo de grafito. Este tubo es un nanotubo
de carbono.
Los nanotubos de carbono, además de
ser tremendamente resistentes, poseen propiedades
eléctricas interesantes. Una capa de
grafito es un semi-metal. Esto quiere decir
que tiene propiedades intermedias entre semiconductores
(como la silicona en microchips de ordenador,
cuando los electrones se muevan con restricciones)
y metales (como el cobre utilizado en cables
cuando los electrones se mueven sin restricción).
Cuando se enrolla una capa de grafito en un
nanotubo, además de tener que alinearse
los átomos de carbono alrededor de la
circunferencia del tubo, también las
funciones de onda estilo mecánica cuántica
de los electrones deben también ajustarse.
Este ajuste restringe las clases de función
de onda que puedan tener los electrones, lo
que a su vez afecta el movimiento de éstos.
Dependiendo de la forma exacta en la que se
enrolla, el nanotubo pueda ser un semiconductor
o un metal.
Definición de un nanotubo de carbono
Ver también Buckyballs
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Nanotecnología
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