Anfoterismo del carbono

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Nanotubos:

Se denominan nanotubos a Estructuras tubulares cuyo diámetro es del orden del manómetro (nm). Existen Nanotubos de muchos materiales, tales como silicio o nitruro de boro, pero Generalmente el termino se aplica a los nanotubos de carbono o CNTs (Carbón Nanotubes). Los nanotubos de carbono son una forma alotrópica del carbono, como el Diamante, el grafito o los fullerenos. Su estructura puede considerarse Procedente de una lamina de grafito enrollada sobre si misma. Dependiendo del Grado de enrollamiento y la manera como se conforma la lamina original, el Resultado puede llevar a nanotubos de distinto diámetro y geometría interna. Clasificación de los nanotubos de carbono De acuerdo al número de capas: Nanotubos de capa múltiple.

Propiedades:

1. Elevada relación radio/longitud que permite un mejor Control de las propiedades unidireccionales de los materiales resultantes;2. Electrónicamente pueden comportarse como metálico, semimetalico o aislante dependiendo De su diámetro y helicidad. Se ha demostrado su comportamiento electrónico-quántico Monodimensional. Recientes estudios sugieren que podrían ser utilizados en Pantallas planas por su buena capacidad como emisores de electrones.3. Elevada Fuerza mecánica. Se ha comprobado que tienen mayor resistencia mecánica y mayor Flexibilidad que las fibras de carbono.4. Sus propiedades pueden modificarse Encapsulando metales en su interior llegándose a obtener nanocables eléctricos O magnéticos, o bien gases, pudiendo ser utilizados para el almacenamiento de Hidrógeno o como sistema de separación de gases.

Tenacidad:

Los nanotubos Son ahora mismo los elementos con mayor resistencia física encontradossobre La tierra. Los nanotubos de carbono son las fibras más fuertes que se conocen. Un solonanotubo perfecto es de 10 a 100 veces más fuerte que el acero.

Cinética:

Los Nanotubos multicapa, si se encuentran anidados de forma precisa, pueden Desplazarseunos dentro de otros sin apenas fricción. Esta propiedad Tiene grandes aplicaciones en lananotecnologia molecular.

Térmicas:

Todos Los nanotubos son buenos conductores térmicos, poseyendo una propiedad especialllamada "conducción balística". Se predice que los nanotubos Podrán transmitir alrededor de20 veces más calor que metales como el Cobre.

Defectos:

Como cualquier material, los nanotubos de carbono pueden Tener defectos en sucomposición que pueden variar en mayor o medida sus Propiedades. Por ejemplo:· Vacíos atómicos (vacancias). La inexistencia de átomos en lugares que debían ocuparpuede generar un gran descenso en la tenacidad de los nanotubos.· Piedra de Gales: (Stone Wales) Se crea una Disposición especial de átomos de carbono enforma de par Heptágono-pentágono (en vez de los habituales hexágonos). Este aparentepequeño Cambio puede producir grandes cambios en la tensión de los nanotubos, debidoa que su estructura es muy pequeña y un pequeño cambio en la cadena de átomos tienecomo consecuencia grandes efectos en toda la cadena.Métodos De síntesis de Fullerenos y Nanotubos Ablación Láser
Denominado Evaporación de grafito. Se calienta el grafito en una ampolla de cuarzo en un Hornoa 1200 °C en una atmósfera inerte y se dispara un láser Específico. Los fullerenos se formancuando el carbón vaporizado se Deposita y condensa.

Descarga de arco

Desde 1991, la presencia de Fullerenos y nanotubos se hapodido observar en el hollín producido al Provocar un arcoeléctrico entre dos electrodos de grafito, La corriente Típica paraproducir dicho arco era de unos 100 A, y paradójicamente loque se pretendía era producir fullerenos. La primera vez que se produjeron Nanotubos de carbono, deforma masiva, fue usando un método similar al Anterior, por dosinvestigadores del Laboratorio de Investigación Básica De lacompañía NEC. En dicho proceso se observo que el carbono contenido En elelectrodo negativo sublimaba debido a las altísimas temperaturasproducidas por la descarga que provocaban el arco voltaico.Esta Técnica es el método mas importante usado en la síntesis denanotubos, Puesto que fue la primera en la que la producción deesta forma Alotrópica era apreciable.

Grafeno:

Es El material de moda, uno de esos descubrimientos que pocas veces suceden en la Ciencia, dicen algunos. Sus vastas propiedades prometen dejar una nueva Generación de dispositivos electrónicos decenas de veces mas rápidos, pequeños O incluso plegables. En el año 2004 aisló por primera vez proveniente de las Minas del lápiz una fina lamina (tan delgada que tiene un átomo de espesor) con La ayuda de cinta aislante. El material se caracterizo, y se estudiaron sus Propiedades y aplicaciones. Fibra óptica Ordenadores decenas de veces mas Rápidos. Paneles solares Sensores de todo tipo son algunas de las posibilidades Que ofrece de este material fino, resistente, flexible, transparente y Superconductor por citar algunos de sus prodigios. Sus padres, Andre Geim y Kostya Novoselov, ganaron el premio Nobel en Física en el año 2010. En Realidad, la estructura del grafito puede considerarse como una pila de un gran Número de láminas de grafeno superpuestas. Los enlaces entre las distintas Capas de grafeno apiladas se debe a fuerzas de Van der Waals e interacciones Entre los orbitales π de los átomos de carbono. En el grafeno, la longitud de Los enlaces carbono-carbono es de aproximadamente 1.42 A. Es el componente Estructural básico de todos los demás elementos grafiticos incluyendo el Grafito, los nanotubos de carbono y los fulerenos. Esta estructura también se Puede considerar como una molécula aromática extremadamente extensa en las dos Direcciones del espacio, es decir, seria el caso limite de una familia de Moléculas planas de hidrocarburos aromáticos policíclicos llamada grafenos. El Grafeno es un material bidimensional que cuenta con solo un átomo de grosor. Su Estructura laminar plana de grafito esta compuesta de átomos de carbono que Forman una red hexagonal. Su apariencia puede parecer frágil y delicada ya que A simple vista el grafeno es como una tela transparente y flexible. Sin Embargo, se trata de un material extremadamente resistente que además sirve de Conductor de la electricidad. Cada una de esas capas de carbono, este o no integrada Al grafito, es una capa de grafeno y su espesor es tal que un solo gramo bastaría Para cubrir totalmente un campo de fútbol. El hallazgo del grafeno fue, sin Lugar a dudas, algo sorprendente. Hasta ese momento, tanto la teoría como el Experimento indicaban que no era posible la existencia de estructuras Cristalinas bidimensionales desligadas del cristal volumétrico. Los cálculos Indicaban que tal estructura seria inestable, y que tendría que colapsar para Formar una estructura tridimensional normal. Su alta transparencia óptica y Gran conductividad eléctrica lo hacen un buen candidato para la confección de Electrodos transparentes, aplicables a dispositivos tales como pantallas de cristal Liquido, celdas fotoeléctricas orgánicas y diodos orgánicos emisores de luz. Su Flexibilidad y alta resistencia mecánica también resultan ventajosas en Comparación con las de otros materiales que se utilizan en la microelectrónica. Otra posible aplicación podría ser la confección de ultra condensadores, con Una capacidad de almacenar carga eléctrica y energía mucho mayores que las de Los existentes hasta el momento.

Propiedades:

Entre Las propiedades más destacadas de este material se incluyen:· Alta Conductividad térmica y eléctrica.· Alta elasticidad y dureza.· Resistencia (200 veces mayor que la del acero).· El grafeno puede reaccionar químicamente Con otras sustancias para formar compuestos con diferentes propiedades, lo que Dota a este material de gran potencial de desarrollo.· Soporta la radiación Ionizante.· Es muy ligero, como la fibra de carbono, pero más flexible.· Menor Efecto Joule; se calienta menos al conducir los electrones.· Consume menos Electricidad para una misma tarea que el silicio.· Genera electricidad al ser Alcanzado por la luz.