Los nanotubos de carbono (CNT) pueden soportar temperaturas de hasta aproximadamente 500 °C en el aire antes de empezar a oxidarse y degradarse. Este umbral de temperatura es crucial para la preparación y aplicación de los CNT, especialmente en entornos en los que la exposición al aire es inevitable.
Explicación detallada:
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Oxidación del grafito y los CNT:
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El grafito, el material del que se derivan los CNT, es sensible al oxígeno y comienza a oxidarse cuando se expone al aire a temperaturas en torno a los 500 °C (932 °F). Este proceso de oxidación puede provocar una rápida pérdida de masa, de hasta un 1% diario en determinadas condiciones. La exposición continuada a temperaturas elevadas en el aire hará que el material pierda espesor y acabe fallando estructuralmente. Esta característica del grafito afecta directamente a la estabilidad y longevidad de los CNT cuando se exponen a condiciones similares.Temperaturas y entornos operativos:
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Las temperaturas de funcionamiento del grafito, y por extensión de los CNT, pueden ser significativamente más altas en entornos controlados con niveles reducidos de oxígeno o al vacío. Por ejemplo, el grafito puede utilizarse hasta 2450°C (4442°F) a presiones de hasta 10-2 torr, y hasta 2150°C (3902°F) a 10-4 torr. Estas condiciones no son típicas de la mayoría de las aplicaciones prácticas de los CNT en el aire, pero ponen de relieve el potencial de las operaciones a temperaturas más elevadas en condiciones controladas.
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Técnicas de preparación y control de la temperatura:
La preparación de los CNT suele implicar técnicas como la deposición química en fase vapor potenciada por plasma (PECVD), que puede reducir las temperaturas del sustrato necesarias para el crecimiento de CNT de alta calidad. Tradicionalmente, se necesitaban temperaturas superiores a 800°C, pero los avances en PECVD han permitido el crecimiento de CNT a temperaturas tan bajas como 120°C. Esta reducción de la temperatura no sólo reduce las limitaciones de los materiales y sustratos que pueden utilizarse, sino que también ayuda a mantener la integridad de los CNT al evitar la zona de oxidación a alta temperatura.
Implicaciones para las aplicaciones:
