Nanotubos De Carbon

UNIVERSIDAD DE QUINTANA ROO

DIVISIÓN DE CIENCIAS E INGENIERIA

CARRERA:

INGENIERIA AMBIENTAL

PROTOCOLO DE TESIS

TEMA:

“ELABORACIÓN DE PELICULAS COMPUESTAS CON NANO ESTRUCTURAS DE CARBÓN”

PRESENTADO POR:

Yazmín Rodríguez Angulo

DIRECTORA: DRA. Cecilia López Mata

ASESORES PROPIETARIOS:

DR. Jorge Ovidio Aguilar Aguilar

M.I.A. Juan Carlos Ávila Reveles

ASESORES SUPLENTES:

BIOL. Laura Patricia FloresCastillo

M.C. José Martín RiveroRodríguez

ANTECEDENTES

Las celdas solares basan su funcionamiento en el efecto fotovoltaico, descubierto por Henry Becquerel en 1839, quien observó que se generaba una tensión cuando se iluminaba uno de los electrodos en una solución electrolítica. Este efecto fue observado por primera vez en un sólido en el año 1876 en experimentos con selenio.[1]La celda fotovoltaica de silicio se conoce a partir de 1941, pero en 1954 fue instrumentada como fuente de potencia marcando una evolución considerable por ser la primera estructura fotovoltaica que lograba convertir luz en electricidad con una eficiencia razonable (6% reportado por RCA y Bell TelephoneLaboratories).[2]

El Centro de Investigación en Energía fue creado a finales del año de 1996, a partir del Laboratorio de Energía Solar (LES) del Instituto de Investigación en materiales (IIM). Estos institutos han ayudado para el avance de la investigación de las nuevas ciencias así como su estudio y desarrollo en nuestro país.3, 4

La nano tecnología se ha desarrollo en los últimos 20 años, teniendo 3 vertientes para su estudio; la física de nano sistemas, la nano biomedicina y los materiales nano estructurados. Siendo estos últimos de nuestro interés, dichos materiales a su vez se subdividen en:

Interfaces nano porosas

Membranas hibridas

Sensores de gases

Micro reactores

Nanotubos de carbón

Láminas delgadas auto ensambladas.3

La nanociencia se puede definir como el conjunto de conocimientos y metodologías dirigidos a fabricar, estudiar y caracterizar estructuras funcionales dentro del rango de los nanómetros. Esto incluye el análisis de propiedades químicas, estructurales, mecánicas, eléctricas, ópticas o magnéticas, el estudio de las interacciones con otras nanoestructuras, su interacción con ondas electromagnéticas, etc.5

El reconocimiento de este desarrollo ha venido dado por la concesión del Premio Nobel de Química a los estadounidenses Alan J. Heeger y Alan G. MacDiarmid (neozelandés de nacimiento), y al japonés HidekiShirakawa por el descubrimiento y desarrollo de los polímeros conductores en el 2000. Las espectaculares propiedades eléctricas y ópticas de estos polímeros, de origen orgánico, han generado una dedicación intensa de químicos, físicos y tecnólogos en los últimos años con el fin de sintetizar este tipo de materiales, estudiar sus propiedades y aplicarlos industrialmente.

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de la infraestructura empleada en l actualidad ha sido muy caro para nuestro ambiente, ya que éste ha sufrido terribles desastres cambiando nuestro entorno visual y estructural. El desarrollo no siempre va acompañado de desastres o destrucción, e spor esto que se pretende ejercer un desarrollo sustentable con la ayuda de las aportaciones científicas de los descubrimientos en donde el desarrollo sea mayor que la afectación.

La ingeniería ambiental hace uso de la ciencia para mejorar el ambiente es por eso que en este proyecto se pretende desarrollar películas compuestas de poli-3-octiltiofenos con nanoestructuras de carbón, que son materiales cuyas aplicaciones permiten construir dispositivos que favorecen el cuidado del ambiente y por consiguiente el desarrollo sustentable.

Polímeros conductores

Los conductores intrínsecos, comúnmente llamados polímeros conductores, son materiales

Poliméricos cuyas moléculas son capaces de conducir la electricidad. La conductividad es una propiedad intrínseca del material. Los polímeros conductores más conocidos poseen una distribución de dobles enlaces C = C alternándose con enlaces carbono-carbono sencillos a lo largo de la cadena. Los ejemplos más conocidos y más estudiados son: poliacetileno, poli pirrol, politiofeno, polianilina, polifenileno y polifenil vinileno.

Muchas nanopartículas son metales, como es el caso de la partícula con número mágico Au55. Los metales bajo consideración, en su forma voluminosa, son buenos conductores, también algunos compuestos orgánicos, que resultan ser buenos conductores de electricidad, y el poliacetileno es un buen ejemplo de ello. Hay muchos polímeros de polianilina que se ubican cercanos a la plata en la serie galvánica, la que ordena a los metales según el potencial o la capacidad de oxidación.

El acetileno HC≡CH tiene el monómero

H H

-C=C-

Que corresponde a la unidad repetida [‒C=C‒]n. Otros ejemplos que forman polímeros conductores son la anilina, derivada del benceno C6H5NH2, el pirroll (C4H4NH) y el tiofeno (C4H4S). Si hay un átomo de nitrógeno unido a uno de hidrogeno H, estas moléculas presentan enlaces simples y dobles alternados, por lo que pueden formar polímeros que son conjugados π. La conjugación π de los enlaces del carbono, orientada a lo largo de la cadena del polímero, favorece el flujo de los electrones conductores que son responsables de la buena conducción eléctrica en las nano partículas de polímeros individuales.[6, 7, 8 

Los enlaces covalentes de los polímeros son los mismos que los de las moléculas normales, pero diferente de estas es su tamaño, lo cual introduce efectos muy especiales..9

Los materiales inorgánicos de celdas solares fotovoltaicas han sido estudiados ampliamente

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