Física

3 usos futuristas de los nanotubos de carbono

3 usos futuristas de los nanotubos de carbono

Los nanotubos de carbono están revolucionando actualmente muchos campos, incluida la nanotecnología, los dispositivos portátiles electrónicos personalizados, la óptica, la electrónica y otros campos de la ciencia y tecnología de los materiales debido a su marco y propiedades únicos. Los nanotubos de carbono tienen una estructura larga y estrecha con paredes que están formadas por láminas de carbono de un átomo de espesor, llamadas grafeno. Son casi los tubos más delgados que se pueden fabricar a partir de la naturaleza. Tienen propiedades térmicas, mecánicas y eléctricas inusuales que las hacen ideales para una amplia variedad de aplicaciones.

Electrónica flexible

Está en marcha una carrera para crear componentes electrónicos flexibles y flexibles con nanotubos de carbono que eventualmente podrían reemplazar los componentes electrónicos actuales que están hechos con materiales más frágiles. Muchos investigadores de todo el mundo están experimentando con varios métodos para desarrollar nanotubos de carbono para la producción en masa. Hay algunos problemas que impiden la adopción generalizada de nanotubos de carbono: no es rentable fabricar tubos de alta pureza y no están empaquetados lo suficientemente densamente sobre el sustrato.

Dos investigadores de la Universidad de Wisconsin, Gopalan y Arnold, han sido pioneros en una técnica de desarrollo de nanotubos de carbono recientemente mejorada llamada autoensamblaje evaporativo flotante, o FESA. Esta técnica resuelve un problema de densidad de empaquetamiento que ha impedido la adopción generalizada de nanotubos de carbono en la electrónica flexible. Actualmente, el equipo está trabajando con empresas para acelerar la adopción de esta tecnología. Muchos otros investigadores también han logrado otros avances.

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Nariz bioeléctrica

En el futuro, los perros detectores de drogas podrían ser reemplazados por híbridos de proteínas receptoras olfativas y transistores de nanotubos de carbono, llamados narices bioelectrónicas. Lo crea o no, un grupo de investigadores dirigido por Charlie Johnson está trabajando en la creación de un transistor de nanotubos de carbono que sea capaz de "oler". Este grupo está transfiriendo las propiedades de detección de proteínas biológicas de ratones a dispositivos electrónicos. Esto se llama bionanotecnología, una forma de biología e interfaz electrónica, del tipo que leías en las novelas de ciencia ficción cuando eras niño.

Johnson, profesor de Física y Astronomía en la Universidad de Pennsylvania declaró:

"Estábamos motivados para hacer híbridos bioelectrónicos donde existe un enlace químico cuidadosamente diseñado entre el OR [proteínas receptoras olfativas] y el dispositivo de nanotubos, así como un entorno similar a una membrana diseñada para el quirófano". ~ Michael Berger de Nanowerk

La nariz bioeléctrica que idearon tenía una vida útil de varios meses, que es considerablemente más larga de lo que se creía posible. Johnson admite que todavía existen grandes desafíos para hacer realidad una nariz bioelectrónica. La purificación de las proteínas receptoras olfativas del sistema de expresión celular es muy problemática.

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Nanoparlantes

Pronto podríamos tener una prenda de vestir o cualquier objeto ordinario capaz de producir sonido. Un equipo de investigadores chinos ha fabricado con éxito nanoparlantes a partir de láminas de nanotubos flexibles y ultrafinas.

Para comprender cómo funcionan estos nano altavoces, primero debe comprender cómo se crean los truenos porque los nano altavoces se guían por los mismos principios. Escuchas truenos tras relámpagos por una razón. He aquí por qué: cuando un rayo viaja desde la nube y golpea el suelo, se abre un agujero en el aire que se llama canal. Una vez que la luz se ha ido, el aire se colapsa y crea una onda de sonido que escuchamos como un trueno.

En los nano altavoces, cuando se aplica una corriente eléctrica a los tubos, el aire se calienta y se expande, lo que provoca la creación de ondas sonoras. Esto se llama efecto termoacústico y es diferente de la física detrás de los altavoces estándar. Los altavoces convencionales generan sonido a partir de las vibraciones en las moléculas de aire, pero el nano altavoz no emite vibraciones en absoluto. Lea una descripción detallada de estos nano altavoces aquí.

¿Qué tipo de objeto le gustaría ver en el futuro con capacidades de generación de sonido? ¿Se reemplazarán los iPods por cubiertas con nanoparlantes? Después de un largo día de trabajo, ¿se hundirá en su cómodo sillón reclinable y escuchará su silla mientras reproduce su canción favorita? El futuro va a ser extraño, eso es seguro.

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Escrito por Leah Stephens

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