Los nanotubos de carbono (CNT) son estructuras cilíndricas compuestas de átomos de carbono, con diámetros típicamente nanométricos y longitudes que varían de micrómetros a centímetros. Estas estructuras presentan una resistencia mecánica excepcional, superior a la del acero y otros materiales convencionales. Esta gran resistencia, junto con sus propiedades térmicas y eléctricas únicas, hace que los CNT sean muy valiosos en diversas aplicaciones, como materiales estructurales, equipamiento deportivo, componentes aeroespaciales y electrónica.
Estructura de los nanotubos de carbono:
Los nanotubos de carbono se forman enrollando una sola capa de grafito, conocido como grafeno, en un cilindro sin costuras. La disposición de los átomos de carbono en estos tubos sigue un patrón reticular hexagonal, lo que contribuye a su resistencia y flexibilidad. La estructura de un CNT puede clasificarse en dos tipos principales: nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) y nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT). Los SWCNT constan de una sola capa de grafeno, mientras que los MWCNT tienen múltiples capas de grafeno anidadas concéntricamente unas dentro de otras.
- Propiedades de los nanotubos de carbono:Propiedades mecánicas:
- Los CNT son conocidos por su extraordinaria resistencia a la tracción y su flexibilidad. Pueden doblarse y retorcerse sin romperse, lo que los hace ideales para reforzar materiales compuestos.Propiedades térmicas:
- Presentan una elevada conductividad térmica, lo que resulta beneficioso para aplicaciones que requieren una disipación o transferencia de calor eficiente.Propiedades eléctricas:
- Dependiendo de su estructura, los CNT pueden ser metálicos o semiconductores. Esta sintonizabilidad permite su uso en una amplia gama de dispositivos electrónicos, desde materiales conductores hasta transistores.Propiedades químicas:
Los CNT son relativamente inertes y estables, pero pueden funcionalizarse para mejorar su compatibilidad con otros materiales o para introducir funcionalidades químicas específicas.Aplicaciones de los nanotubos de carbono:
- Las propiedades únicas de los CNT permiten su uso en numerosos campos:
- Materiales estructurales: Se utilizan como agentes de refuerzo en materiales compuestos para aumentar su resistencia y durabilidad.
- Electrónica: Empleados en semiconductores, transistores y otros componentes electrónicos gracias a sus propiedades eléctricas controlables.
- Almacenamiento de energía: Incorporados en baterías y supercondensadores para mejorar su rendimiento.
Aplicaciones biomédicas: Se utilizan en sistemas de administración de fármacos y como andamios para la ingeniería de tejidos debido a su biocompatibilidad y tamaño a nanoescala.
Retos de la producción y utilización de nanotubos de carbono:
