Bibliografía Nanotubos de Carbono(CNT)

1. BibliografíaNanotubos de Carbono(CNT) Pareja 11 Grupo B Elena Lanza Ruiz Gloria Maudes Camazón

2. 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

3. 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.

4. Métodos de obtención: • Descarga de arco • Ablación laser • Crecimiento catalítico por deposición en fase vapor. • Fabricación de nanotubos con nanopartículas incrustadas

5. 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

6. 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

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. Propiedades: • Mecánicas • Eléctricas • Ópticas • Térmicas • Químicas • Hidrófobas • Ignífugas • Electrorreológicas

11. 1. Mecánicas • Alta dureza • Tenacidad • Resistencia mecánica • Flexibilidad y elasticidad • Muy ligeros. 2. Ópticas • Presentan fotoluminiscencia(emisión de luz como consecuencia de la absorción previa de ciertas radiaciones) • Son absorbentes saturables de luz 3. Hidrófobas • Son hidrófobos, es decir, repelen el agua.

12. 4. Eléctricas • 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.

13. 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

14. 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

15. 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.

16. 2. Aditivos para materiales poliméricos 3. Materiales absorbentes de gases 3. Aplicaciones biotecnológicas 4. Almacenamiento de hidrógeno 5. Absorbentes de metales pesados

17. 6.Soporte de catalizadores eléctricos • Gran estabilidad térmica 7. Conectores eléctricos basados en nanotubos de carbono • 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

18. FIN