Nanotubos de carbono, hilados en fibras nanotecnológicas

Las excelentes propiedades de los nanotubos de carbono (CNT) son bien conocidas desde su descubrimiento en 1991. Los tubos huecos de carbono puro son alrededor de 100 veces más resistentes que el acero, con 1/6 de su peso. Las buenas propiedades conductoras (del calor y la electricidad) de los nanotubos compiten con los mejores conductores metálicos. También son utilizados como semiconductores activados por luz, dispositivos de administración de fármacos e incluso esponjas para absorber aceites.

A pesar de su potencial, el desarrollo de los procesos adecuados para producir estos nanotubos de manera industrial ha sido largo y difícil. Se ha comprobado que existen varias docenas de tipos de nanotubos, cada uno con unas propiedades particulares; y la ingeniería debe todavía hallar una manera de producir un único tipo. Por ahora, todos los métodos de producción conducen a una mezcla de varios tipos de nanotubos.

La creación de objetos a gran escala a partir de esta mezcla de nanotubos ha sido un reto. Una fibra filiforme con menos de un cuarto del espesor de un cabello humano contiene decenas de millones de nanotubos pegados entre sí. Tras diez años de investigación, un equipo multidisciplinar con miembros de la Rice University, la empresa Teijin Aramid, el Air Force Research Laboratory (AFRL) y el Technion-Israel Institute of Technology ha desarrollado un proceso de “wet spinning”, utilizando ácido clorosulfónico para disolver los agregados de nanotubos en un líquido, antes de rociarlos a través de diminutos agujeros para formar hebras largas. Estos filamentos, con billones de nanotubos de carbono alineados en la misma dirección, han sido hilados para generar un hilo macroscópico que presenta la mayor conductividad registrada hasta el momento para un hilo de CNT.

“Por fin tenemos una fibra de nanotubos con propiedades que no existen en ningún otro material”, explicó el investigador principal, Matteo Pasquali, profesor de Ingeniería química y biomolecular y Química en la Rice University. La fibra es unas 10 veces más resistente que sus antecesoras, y mejora la conductividad eléctrica y térmica en los mismos términos. La conductividad eléctrica específica de las nuevas fibras es del orden de la del cobre, el oro y el aluminio, pero el nuevo material tiene ventajas sobre los cables de metal. Sus propiedades mecánicas permiten obtener alambres delgados (que de ser metálicos no tendrían la resistencia suficiente), aptos para la transmisión de datos y aplicaciones de baja potencia.

Sección transversal de la fibra, que muestra el alto índice de empaquetamiento de los nanotubos de carbono. Sólo se aprecian pequeños gaps en la parte central.

Esta lámpara está colgada de un par de fibras de nanotubos de carbono, que además la alimentan eléctricamente. Estas fibras conducen la electricidad y el calor como los cables metálicos, pero son más resistentes y flexibles.

Vía | Rice University News & Media | Gizmag

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