Cuando se trata de aditivos de carbono conductores, los nanotubos de carbono (CNT) suelen estar en primera línea.
Pero, ¿cuáles son las alternativas?
Este artículo explorará las principales opciones y sus respectivas ventajas y retos.
¿Cuál es la alternativa a los CNT? 5 puntos clave a tener en cuenta
1. El negro de humo: Una opción muy utilizada
El negro de humo se utiliza habitualmente en diversas aplicaciones, especialmente en la industria de los neumáticos.
Suele emitir más CO2 por kilogramo que el grafeno y los CNT.
El negro de humo también requiere una mayor carga en los compuestos.
Un estudio realizado en 2020 por Michelin demostró que los neumáticos reforzados con CNT liberaban menos nanopartículas que los que utilizaban otros nanocarbonos.
Esto sugiere que los CNT podrían ser una opción más respetuosa con el medio ambiente en esta aplicación.
2. Grafeno: la maravilla bidimensional
El grafeno es muy apreciado por sus propiedades, pero se enfrenta a problemas relacionados con su método de producción.
El método "de arriba abajo", como el de Hummer, consume mucha energía, requiere cantidades considerables de agua e implica el uso de productos químicos agresivos.
Estos factores hacen que la producción de grafeno sea menos respetuosa con el medio ambiente y potencialmente más costosa que la de CNT.
3. Comparación y consideraciones de mercado
A la hora de considerar la adopción de estos materiales, la combinación de propiedades e impacto ambiental es crucial.
Los CNT ofrecen una gran resistencia mecánica y se utilizan en diversas aplicaciones, desde materiales estructurales hasta electrónica.
El mercado de los CNT está en expansión, sobre todo en tecnologías ecológicas como las baterías de iones de litio, donde sirven como aditivos conductores que mejoran el rendimiento de las baterías.
4. Síntesis y aplicaciones
En la síntesis de materiales nanoestructurados, como los CNT, el grafeno y el negro de humo, influyen sus morfologías, tamaños y fases.
Estos factores afectan a su vez a sus propiedades y aplicaciones.
El carbono en diferentes estados de hibridación presenta propiedades únicas, lo que permite una amplia gama de aplicaciones.
Esta versatilidad es una ventaja significativa para los CNT, que se producen utilizando métodos como el PECVD y son integrales en sectores como el aeroespacial, la automoción y el equipamiento deportivo.
5. Retos medioambientales y de producción
Aunque el negro de carbono y el grafeno son alternativas a los CNT, cada material presenta distintos retos medioambientales y de producción.
Los CNT parecen ofrecer un equilibrio entre beneficios medioambientales y características de rendimiento superiores, sobre todo en sectores de gran demanda como la tecnología verde y los materiales avanzados.
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