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1 de Junio de 2004
Química

Nanotubos de carbono

La versatilidad del carbono le ha permitido adoptar nuevas estructuras nanométricas con propiedades físicas y químicas que abren un horizonte inmenso de aplicaciones.

Simulación teórica de una red tridimensional de nanotubos de carbono de una capa. En un futuro, este tipo de redes podrían utilizarse en la fabricación de tejidos ligeros y superresistentes, así como en dispositivos nanoelectrónicos.

La fabricación de instrumentos que nos hacen la vida más fácil se remonta a tiempos inmemoriales. Ya en la prehistoria, el ser humano construía utensilios con los materiales que tenía a su alcance. Empezó con la piedra, la madera y los huesos de animales. Posteriormente, descubrió las aplicaciones del bronce, el hierro y otros metales. En la actualidad, tras siglos de desarrollo de la ciencia de los materiales, una nueva era acaba de empezar: la edad de los nanomateriales.

Cuando escribimos con un lápiz o contemplamos la belleza de un brillante en una joya, quizá no advirtamos que el grafito del lápiz y el diamante están hechos con el mismo tipo de átomos, a saber, átomos de carbono. Se trata de formas alotrópicas, es decir, estructuras con propiedades físicas distintas, pero constituidas por el mismo elemento químico. Además del grafito y el diamante, el carbono puede formar moléculas nanométricas (un nanómetro corresponde a la millonésima parte de un milímetro): fullerenos y nanotubos.

Fullerenos y nanocebollas
En 1985, mediante la simulación de explosiones interestelares en el laboratorio, Harold Kroto, de la Universidad de Sussex, y sus compañeros Richard E. Smalley y Robert F. Curl, de la Universidad de Rice, encontraron una nueva molécula de carbono (el hallazgo les valió el premio Nobel de química en 1996). Formada por 60 átomos de carbono (C60) ordenados esféricamente, recibió el nombre de buckminsterfullereno, en honor al arquitecto que diseñó los primeros domos geodésicos: Richard Buckminsterfuller. En 1990, Wolfgang Krätschmer, del Instituto Max Planck, y Donald Huffman, de la Universidad de Arizona, sintetizaron los primeros cristales de C60. Había nacido la nanotecnología del carbono.

En la década de los ochenta, Sumio Iijima, del Laboratorio de Investigación Fundamental de NEC en Tsukuba, descubrió una estructura concéntrica de partículas poliédricas de grafito en películas delgadas de carbono amorfo. En 1992, Daniel Ugarte, de la Escuela Politécnica de Lausana, observó que la irradiación de electrones dentro de un microscopio electrónico permitía generar estructuras de carbono cuasiesféricas. Se trataba de fullerenos gigantes anidados: nanocebollas. Puesto que la molécula más interna resultó ser el C60, las restantes fueron consideradas fullerenos gigantes. En 1997, los autores del artículo propusieron un modelo teórico que permitía comprender la formación del grafito cuasiesférico. A tenor de éste, las partículas poliédricas podían tornarse esféricas si se les añadían anillos heptagonales y pentagonales. Esta hipótesis concordaba con los resultados experimentales que Ugarte halló en 1992.

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