Inicio » Alótropos de carbono
Alótropos de carbono
Alótropos de carbono: Un átomo de carbono puede formar varios tipos de alótropos. En las estructuras 3D, el diamante y el grafito son los alótropos del carbono. El carbono también forma alótropos de baja dimensión (2D, 1D o 0D) conocidos colectivamente como nanomateriales de carbono. Ejemplos de tales nanomateriales son los nanotubos de carbono 1D (CNT) y los fullerenos 0D. En la lista de nanomateriales de carbono, el grafeno se conoce como grafito de una sola capa 2D.
Alótropos de carbono: El carbono, el elemento común en los compuestos orgánicos, se sabe que existe en dos formas alotrópicas, diamante y grafito. En 1985, se descubrió una tercera forma de carbono llamada fullerenos. Los fullerenos son moléculas de jaula de carbono grandes consideradas como análogos tridimensionales del benceno. La forma más abundante de fullerenos es el fullereno Buckminster (C60) con 60 átomos de carbono dispuestos en una estructura esférica. Una molécula C60, también conocida como Buckyball o Buckminsterfullerene, tiene aproximadamente 7 Å de diámetro. Las moléculas de C60 se condensan para formar un sólido de moléculas débilmente unidas. Este estado cristalino se llama fulleritas.
nanoshel de estructura cnt
Los nanotubos de carbono (CNT) se fabrican enrollando una lámina de grafeno en un cilindro. Estas nanoestructuras están construidas con una relación longitud-diámetro de hasta (1,32 × 108):1 que es significativamente mayor que cualquier otro material. Como su nombre indica, el diámetro de los nanotubos es del orden de unos pocos nanómetros, mientras que pueden alcanzar los 18 centímetros de longitud. Los CNT son los candidatos más prometedores en el campo de la nanoelectrónica, especialmente para aplicaciones de interconexión. Los CNT metálicos han despertado mucho interés en la investigación por su aplicabilidad como interconexiones VLSI debido a su alta estabilidad térmica, alta conductividad térmica y gran capacidad de transporte de corriente. Un CNT puede transportar una densidad de corriente superior a 103 MA/cm2, lo que puede mejorar el rendimiento eléctrico y eliminar las preocupaciones de fiabilidad de la migración eléctrica que afectan a las interconexiones Cu a nanoescala actual.
Tanto los CNT como los GNR (nano cintas de grafeno) se pueden entender como estructuras derivadas de una lámina de grafeno. Una lámina de grafeno es una sola capa de átomos de carbono empaquetados en una estructura de celosía de panal 2D. CNT, considerado como una hoja de grafeno enrollada, tiene los bordes de la junta de la hoja para formar un cilindro sin costuras. Los CNT se pueden clasificar en estructuras en zigzag y butacas.
Para los CNT de sillón, los índices quirales n1 y n2 son iguales, mientras que para los CNT en zigzag, n1 o n2 = 0. Para otros valores de índices, los CNT se conocen como quirales. Dependiendo de sus diferentes estructuras, los CNT pueden exhibir propiedades metálicas o semiconductoras. Los CNT de sillón son siempre metálicos, mientras que los CNT en zigzag son metálicos o semiconductores. Estadísticamente, una mezcla natural de CNT tendrá quiralidades 1/3 metálicas y 2/3 semiconductoras. Dependiendo del número de láminas de grafeno enrolladas concéntricamente, los CNT también se clasifican en CNT de pared única (SWNT), de pared doble (DWNT) y de pared múltiple (MWNT). La estructura de SWNT se puede conceptualizar envolviendo una capa de grafeno de un átomo de grosor en un cilindro sin costuras. MWNT consiste en dos o más números de capas concéntricas enrolladas de grafeno. El DWNT se considera un tipo especial de MWNT en el que solo están presentes dos láminas de grafeno enrolladas concéntricamente.
Síntesis de Nanotubos de carbono
Alótropos de carbono: La deposición química de vapor es el método más prometedor para la producción en masa de nanotubos de carbono. Funciona a temperaturas mucho más bajas y produce nanotubos en cantidades mayores que la descarga de arco o la vaporización por láser.
Nanoshel es el maestro de la síntesis de nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWNT) y nanotubos de carbono de paredes simples (SWNT) mediante la deposición química catalítica de vapor. Los nanotubos de carbono (CNT) son nanoestructuras únicas con notables propiedades electrónicas y mecánicas y han atraído un gran interés en todo el mundo. La deposición química catalítica de vapor (CCVD) es actualmente la técnica más prometedora para producir nanotubos de carbono (CNT) a gran escala, bajo costo y en un lugar dedicado en un sustrato. El método consiste en la descomposición de un gas que contiene carbono sobre un catalizador soportado. En contraste con los abundantes tipos de fuentes de carbono utilizados para el crecimiento de los CNT, su síntesis se limita a la reacción de descomposición térmica de la fuente de carbono. La optimización de los parámetros de crecimiento sigue siendo principalmente empírica.
La síntesis por evaporación de arco, también conocida como descarga de arco eléctrico, ha sido conocida durante mucho tiempo como el mejor método para sintetizar fullerenos, y también genera nanotubos de carbono de la más alta calidad. Nanoshel también sintetiza nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWNT) y nanotubos de carbono de paredes simples (SWNT) por el método de descarga de arco. La alta temperatura del arco permite la formación de CNT de muy alta calidad estructural, adecuados para la investigación fundamental. A menudo exhiben propiedades, cercanas a las predichas por la teoría.
Funcionalización de los CNT
Como consecuencia de sus propiedades físicas inusuales y su gran potencial de aplicación, los nanotubos de carbono han atraído el interés de los investigadores.
Más aún, las aplicaciones potenciales requieren una funcionalización extendida de los nanotubos de carbono para hacerlos capaces de procesar y ajustar sus propiedades la funcionalización de los CNT con cualquier grupo crea el nuevo tipo o nueva clase de material con nuevas propiedades. La funcionalización también puede ayudar a separar los tubos semiconductores de los metálicos, para purificar los nanotubos.
Nanoshel está trabajando en la modificación de nanotubos de carbono con varios grupos funcionales para mejorar las propiedades y la capacidad de los CNT para aplicaciones más nuevas. Además, Nanoshel se ocupa comercialmente de industrias que trabajan tanto en CNT como en CNT funcionalizados según los requisitos.
Alótropos de carbono: El equipo de investigación de científicos de Nanoshel está trabajando en la batería SLAC. Están tratando de descubrir un nuevo material electrolítico para una carga rápida y una descarga lenta. El nuevo material electrolítico puede ser orgánico o inorgánico. El equipo de investigación utiliza la composición predefinida de MWCNT para mejorar la potencia de almacenamiento de la batería. El objetivo de nuestro equipo es sintetizar baterías de alta potencia y tamaño compacto y estamos trabajando en ello.