Nanotubos

En química, se denominan nanotubos a estructuras tubulares (cilíndricas), cuyo diámetro es del tamaño del nanómetro. Existen nanotubos de muchos materiales, tales como silicio o nitruro de boro pero, generalmente, el término se aplica a los nanotubos de carbono. Los nanotubos tienen propiedades inusuales, que son valiosas para la nanotecnología , Dependiendo del grado de enrollamiento, y la manera como se conforma la lámina original, el resultado puede llevar a nanotubos de distinto diámetro y geometría interna. Estos están conformados como si los extremos de un folio se uniesen por sus extremos formando el susodicho tubo, se denominan nanotubos monocapa o de pared simple. Existen, también, nanotubos cuya estructura se asemeja a la de una serie de tubos concéntricos, incluidos unos dentro de otros, a modo de muñecas matrioskas , lógicamente, de diámetros crecientes desde el centro a la periferia. Estos son los nanotubos multicapa. Se conocen derivados en los que el tubo está cerrado por media esfera de fulereno, y otros que no están cerrados.

Están siendo estudiados activamente, como los fulerenos, por su interés fundamental para la química y por sus aplicaciones tecnológicas. Es, por ejemplo, el primer material conocido por la humanidad capaz, en teoría, de sustentar indefinidamente su propio peso suspendido sobre nuestro planeta. Teóricamente permitiría construir un ascensor espacial, debido a que para ello se necesita un material con una fuerza tensil de 100 GPa y se calcula que los nanotubos de carbono tienen una fuerza tensil de 200 GPa. 

La mayoría de los nanotubos de una sola pared (SWNT) tienen un diámetro de cerca de 1 nanómetro, y pueden ser muchos millones de veces más largos. La estructura de un SWNT se puede conceptualizar como el envolvimiento de una capa de grafito un átomo de espesor de grafito llamado grafeno, en un cilindro transparente. La forma de envolver la hoja de grafeno está representada por un par de índices (n,m). Los números enteros n y m indican el número de vectores de unidad a lo largo de dos direcciones en el panal de red cristalina del grafeno. Si m = 0, los nanotubos se llaman nanootubos zigzag, y si n = m , los nanotubos se llaman nanotubos de sillón. Si es al contrario, se les llama quirales.

DE PARED MÚLTIPLE (MWNT)

Los nanotubos de pared múltiple (MWNT) constan de varias capas laminadas (tubos concéntricos) de grafeno. Hay dos modelos que pueden ser utilizados para describir las estructuras de nanotubos de paredes múltiples. En el modelo de la muñeca rusa, las láminas de grafito están dispuestas en cilindros concéntricos, por ejemplo, un nanotubo (0,8) de una sola pared (SWNT) dentro de un nanotubo más grande (0,17) de una sola pared. En el modelo de pergamino, una sola hoja de grafito se enrolla en torno a sí mismo, se asemeja a un rollo de pergamino o a un periódico enrollado. La distancia entre capas de nanotubos de pared múltiple está cercana a la distancia entre las capas de grafeno en el grafito, aproximadamente 3,4. La estructura de la muñeca rusa se observa con mayor frecuencia.

Nanotubos de carbono de doble pared (DWNTs) forman una clase especial de nanotubos, ya que su morfología y propiedades son similares a las de SWNT, pero su resistencia a los productos químicos se mejora significativamente.