Con productos que van desde alfombras a cometas, podr\u00edamos pensar que el qu\u00edmico de la Universidad de Rice, Bob Hauge, regenta unos grandes almacenes, cuando en realidad, lo que tiene entre manos es una revoluci\u00f3n en el mundo de la nanotecnolog\u00eda del carbono.<\/p>\n
En un art\u00edculo publicado este mes en la revista Nano Research, el equipo de Hauge describe un m\u00e9todo para fabricar \u201codako\u201d fajos de nanotubos de carbono de pared simple (SWNT) denominados como las tradicionales cometas japonesas a las que tanto se parecen. Eso podr\u00eda conducir a una nueva forma de producir hebras de nanotubos de metros de largo, que individualmente no son m\u00e1s anchas que un trozo de ADN.<\/p>\n
Hauge, distinguido profesor de qu\u00edmica del Richard E. Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology de la Universidad de Rice, y sus colegas, los estudiantes de postgrado Cary Pint y Noe Alvarez, explicaron que las odako que dan nombre a estos fardos son cometas gigantes que requieren de muchas manos para hacerlas volar, de ah\u00ed las muchas cuerdas que parten de ellas.<\/p>\n
En este caso, las cuerdas son nanotubos, cilindros huecos de carbono puro. A t\u00edtulo individual, los nanotubos son miles de veces m\u00e1s peque\u00f1os que una c\u00e9lula, pero el nuevo m\u00e9todo de Hauge crea fajos de SWNT que en ocasiones pueden llegar a medir cent\u00edmetros y, seg\u00fan \u00e9l, el proceso podr\u00eda finalmente conducir a tubos de longitud ilimitada.<\/p>\n
La producci\u00f3n a gran escala de hilos y cables de nanotubos ser\u00eda una bendici\u00f3n para los ingenieros de casi cualquier campo. Se podr\u00edan utilizar, por ejemplo, en l\u00edneas de transmisi\u00f3n de energ\u00eda ligeras y supereficaces para las redes el\u00e9ctricas de \u00faltima generaci\u00f3n; y en versiones ultra fuertes y resistentes a los rayos de los materiales de fibra de carbono utilizados en los aviones. Seg\u00fan Hauge, los fajos de SWNT podr\u00edan ser \u00fatiles tambi\u00e9n en bater\u00edas, pilas de combustible y dispositivos microelectr\u00f3nicos.<\/p>\n
Para entender c\u00f3mo hace Hauge los nanofajos, ayuda tener algunos conocimientos sobre alfombras voladoras. <\/p>\n
El a\u00f1o pasado, Hauge y sus colegas descubrieron que pod\u00edan fabricar fajos compactos de nanotubos con la misma maquinaria que el Departamento del Tesoro estadounidense utilizaba para incrustar en los billetes marcas \u00fanicas que dificultan su falsificaci\u00f3n.<\/p>\n
Hauge y su equipo utilizaron este proceso de impresi\u00f3n para crear capas finas de \u00f3xido de aluminio y hierro en un rollo Mylar. A continuaci\u00f3n, retiraron las capas y las trituraron en peque\u00f1os copos.<\/p>\n
Aqu\u00ed es donde el proceso tom\u00f3 forma. En una cesta de red, colocada en el interior de un horno, los copos met\u00e1licos despegaron y \u201cvolaron\u201d en un flujo de vapor qu\u00edmico. A medida que flu\u00edan, filas de nanotubos se desarrollaron verticalmente a partir de las part\u00edculas de hierro en formaciones apretadas similares a bosques. Una vez realizada la cocci\u00f3n, al ver el resultado bajo el microscopio, los fajos parec\u00edan el pelo de una alfombra.<\/p>\n
Mientras otros m\u00e9todos utilizados para cultivar SWNT hab\u00edan dado como resultado un m\u00edsero ratio del 0,5% de nanotubos para materiales de sustrato, la t\u00e9cnica de Hauge obtuvo un incre\u00edble 400%. El proceso podr\u00eda facilitar el desarrollo de SWNT a gran escala.<\/p>\n
El la \u00faltima investigaci\u00f3n, el equipo reemplaz\u00f3 el Mylar por carbono puro. Con esta configuraci\u00f3n, los nanotubos literalmente tocaron techo, levantando el \u00f3xido de aluminio y hierro a partir de los cuales germinan mientras los otros extremos se mantienen unidos con firmeza al carbono. A medida que los fajos de tubos crecen m\u00e1s alto, el catalizador se convierte en algo similar a una cometa, volando en la brisa de hidr\u00f3geno y acetileno que fluye a trav\u00e9s de la c\u00e1mara de producci\u00f3n.<\/p>\n
Hauge y su equipo esperan poner en pr\u00e1ctica su trabajo sobre alfombras voladoras y nanocometas con el santo grial del desarrollo de nanotubos: un catalizador que no muere, permitiendo a los hornos fabricar como churros continuos hilos de material.<\/p>\n
\u201cSe pudi\u00e9semos mantener este crecimiento para que no nunca paren, de modo que, llegados a un punto, pudi\u00e9semos tirar de un extremo hacia el exterior del horno mientras el otro extremo contin\u00faa dentro creciendo, entonces podr\u00edamos desarrollar un material de metros de longitud y empezar a tejerlo\u201d, se\u00f1al\u00f3 el autor.<\/p>\n