INGENIERIA QUIMICA

APLICACIONES DE LOS NANOTUBOS DE CARBONO.

DONDE SE DESTACAN LOS NANOTUBOS

Los nanotubos de carbono muestran un segundo comportamiento electrónico de sumo interés para los ingenieros. En 1995 un grupo de la Universidad Rice observó que, cuando se colocaban erguidos y se cargaban eléctricamente, los nanotubos de carbono semejaban varillas o tubos de alumbrado, concentrando el campo eléctrico en sus puntas. Pero mientras una varilla de alumbrado conduce un arco de tierra, un nanotubo emite electrones desde su punta a una velocidad prodigiosa. Como son tan agudos, los nanotubos emiten electrones a voltajes menores que los electrodos fabricados con la mayoría de otros materiales, y sus vigorosos enlaces de carbono permiten que los nanotubos duren más sin ningún desperfecto.

Se había imaginado este comportamiento, llamado emisión de campo, para aprovecharlo en una técnica que sustituyera a los televisores y los monitores de ordenador, voluminosos y poco eficientes, con paneles planos de menos volumen y mayor rendimiento, sin disminuir el brillo. La idea, sin embargo, ha tropezado siempre con la fragilidad de los emisores de campo disponibles. Se confía en que los nanotubos puedan salvar ese escollo y despejar el camino para una alternativa a los tubos de rayos catódicos y los paneles de cristal líquido. Resulta de una sencillez asombrosa fabricar, a partir de nanotubos, un emisor de campo de alta corriente. Basta con mezclarlos con plásticos en una pasta compuesta, se untan sobre un electrodo y se aplica un voltaje. Algunos nanotubos de la capa apuntarán, indefectiblemente, hacia el electrodo opuesto y emitirán electrones. En el Instituto de Tecnología de Georgia, Stanford y otras instituciones se han encontrado ya métodos para el desarrollo de grupos de nanotubos erguidos en pequeñas rejillas ordenadas. Con una óptima densidad, estos grupos pueden emitir más de un ampere por centímetro cuadrado, suficiente para iluminar los fósforos en una pantalla y capaz de controlar relés de microondas y conmutadores de alta frecuencia en estaciones de telefonía móvil.

Sabemos de dos compañías empeñadas en la fabricación de bienes que utilizan nanotubos de carbono como emisores de campo. La Japonesa Ise Electronics ha ensayado compuestos de nanotubos para fabricar prototipos de bombillas de tubos de vacío en seis colores, cuyo brillo dobla el de las bombillas tradicionales, tiene una mayor duración y decuplican el ahorro energético. El primer prototipo ha funcionado bien durante más de 10.000 horas y aún no ha fallado. Los ingenieros de Samsung en Séul esparcen nanotubos en una película delgada sobre la electrónica de control y luego colocan encima vidrio revestido de fósforo para fabricar un prototipo de pantalla planta. Cuando realizaron la demostración del panel, en 1999, eran optimistas respecto a que la compañía pudiese tener el dispositivo que brillará como un tubo de rayos catódicos y consumirá una décima parte de potencia listo para su producción en el año en curso.

El tercer ámbito en el que los nanotubos de carbono muestran propiedades electrónicas especiales es de escala muy pequeña, allí donde revisten interés los efectos que dependen del tamaño. A ciertas escalas, nuestras ideas de filamentos con resistencia fracasan de forma estrepitosa y deben sustituirse por modelos de mecánica cuántica. Se trata de un reino, inalcanzable para la técnica de silicio, que pueden ofrecer nuevos descubrimientos sorprendentes; exigirá también bastante mayor investigación que en el caso de los nanocircuitos o los dispositivos de emisión de campo con nanotubos.

Entre los temas debatidos a resolver citemos el concerniente al movimiento preciso de los electrones a lo largo de un nanotubos sin defectos los electrones viajan "balísticamente", sin ninguna dispersión, que es el agente causal de la resistencia

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