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Bibliografía
Nanotubos de Carbono(CNT)
Pareja 11 Grupo B
Elena Lanza Ruiz
Gloria Maudes Camazón
Índice
• Introducción
• Métodos de obtención de los nanotubos de
carbono
• Mecanismos de crecimiento de los
nanotubos de carbono
• Propiedades de los nanotubos de carbono
• Aplicaciones de los nanotubos de carbono
Introducción
• Son unas estructuras tubulares de diámetro nanométrico
y con una gran relación longitud/diámetro.
• Consisten en decenas o cientos de capas concéntricas de
átomos de carbono separadas 0,34 nm.
• Está estructurado con nidos de abeja como estructura
atómica.
Métodos de obtención:
• Descarga de arco
• Ablación laser
• Crecimiento catalítico por deposición en fase
vapor.
• Fabricación de nanotubos con nanopartículas
incrustadas
1. Descarga de arco
• Generación de un arco eléctrico sobre dos
electrodos de grafito en atmósfera inerte (Ar)
provocando la sublimación del carbono y
formándose los CNTs sobre el electrodo
negativo.
• Síntesis tanto de CNTs monocapa como
multicapa
2. Ablación láser
• Monocapa: Se introduce en un horno con
Árgon un bloque de polvo de grafito, carbono
cementado un metal y un catalizador sobre el
que incide un láser y se deposita el producto
siendo arrastrado por el gas sobre un colector de
cobre.
• Multicapa: Bloque de grafito puro
• Mecanismo “scooter”: quimiabsorción del
catalizador sobre el CNT
3. Crecimiento catalítico por
deposición en fase vapor
• Descomposición del C procedente de
hidrocarburos mediante catalizadores (Fe, Ni,
Co) y crecimiento sobre sólidos de los CNTs con
ayuda de aquellos.
• Útil tanto para monocapa como multicapa
• Gran escala: uso de Fe y generación de CNTs
alineados con partículas incrustadas.
• Siliconas porosas para un crecimiento regular.
4. Fabricación de CNTs con
partículas incrustadas
• Sonificación de una plantilla y disolución con
nanopartículas, separación y secado, deposición
del C y separado de la plantilla con una
disolución básica.
• Nanopartículas: Oro, óxido de hierro, carburo de
silicio…
• Tiempo de contacto depende de la cantidad de
incrustaciones deseada.
Mecanismos de crecimiento
La catálisis de los metales de transición es necesaria para
el crecimiento de los nanotubos de carbono monocapa,
pero no para los multicapas.
- MULTICAPA: Crecen con un alargamiento y un
engrosamiento, y que algunos tienden a cerrarse.
- MONOCAPA: Los CNT de diámetro más ancho crecen
manteniendo la estructura hexagonal, los más estrechos
crecen con estructuras curvas pentagonales.
Propiedades:
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Mecánicas
Eléctricas
Ópticas
Térmicas
Químicas
Hidrófobas
Ignífugas
Electrorreológicas
1. Mecánicas
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Alta dureza
Tenacidad
Resistencia mecánica
Flexibilidad y elasticidad
Muy ligeros.
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Presentan fotoluminiscencia(emisión de luz como
•
Son absorbentes saturables de luz
2. Ópticas
consecuencia de la absorción previa de ciertas
radiaciones)
3. Hidrófobas
• Son hidrófobos, es decir, repelen el agua.
4. Eléctricas
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Son metálicos o semiconductores
Emisión de campo
Resuenan mecánicamente ante una señal
electromagnética incidente
Comportamiento resistivo, capacitivo e inductivo
Se deforman en presencia de un campo eléctrico
Transforman la luz en electricidad
Producen luz al inyectarles exceso de carga
Tienen efectos cuánticos
5. Electrorreológicas
•
Experimentan cambios en su viscosidad cuando
son sometidos a campos eléctricos externos.
6. Ignífugas
7. Químicas
• Poseen la riqueza de la química del carbono.
• Permiten el acoplamiento de estructuras químicas
tanto en sus paredes como en los extremos.
• Son solubles en determinados tipos de solventes lo
que facilita su dispersión en una matriz para formar
compuestos.
8. Térmicas
• Son estables a altas temperaturas
• Presentan una altísima conductividad térmica en la
dirección del eje
Aplicaciones:
• Química de oxidación reducción fotoinducida de
nanotubos de carbono
• Aditivos para materiales poliméricos
• Materiales absorbentes de gases
• Absorbentes de metales pesados
• Aplicaciones biotecnológicas
• Almacenamiento de hidrógeno
• Soporte de catalizadores eléctricos basados en nanotubos
de carbono
• Conectores eléctricos basados en nanotubos de carbono
1.Química
de
oxidación
reducción
fotoinducida de nanotubos de carbono
• Una celda electroquímica es aquella en la que por la
acción de la luz sobre un electrolito se genera un
potencial eléctrico entre dos electrodos.
• Los CNT se usan por su pequeño tamaño, gran rigidez y
conductividad eléctrica.
• En electrocatálisis, crean una superficie catalítica que
permita la reducción del oxígeno en la celda
electroquímica (Transistores)
• Las células fotovoltaicas están compuestas por CNT,
polímeros y al menos un pigmento orgánico o tinte.
• El complejo del metal de transición responde a la
presencia de luz y genera un flujo de electrones hacia el
aceptor. Los cambios en el potencial redox producen
alteraciones en las propiedades.
2. Aditivos para materiales poliméricos
3. Materiales absorbentes de gases
3. Aplicaciones biotecnológicas
4. Almacenamiento de hidrógeno
5. Absorbentes de metales pesados
6.Soporte de catalizadores eléctricos
• Gran estabilidad térmica
7. Conectores eléctricos
nanotubos de carbono
basados
en
• Disolución de CNTs en un polímero que conduce
electricidad.
• Un punto de conexión en contacto con la disolución y el
otro con una conexión eléctrica estándar.
• Se conecta a dos electrodos y se genera una banda de
conducción
• Comportamiento conductor/aislante según el potencial.
• Aplicación en FET
FIN