Los nanotubos de carbono, cilindros formados por una capa enrollada de grafito, con apenas un \u00e1tomo de espesor, pueden llegar a ser la materia prima para la creaci\u00f3n de una nueva generaci\u00f3n de componentes electr\u00f3nicos m\u00e1s eficientes. Aparentemente, son m\u00e1s vers\u00e1tiles que ninguna otra estructura f\u00edsica, y pueden actuar como conductores, semiconductores o aislantes el\u00e9ctricos. Para modificar sus propiedades, bastar\u00eda con alterar la geometr\u00eda de las l\u00e1minas at\u00f3micas. Parece sencillo, pero nadie sabe c\u00f3mo nacen y crecen los nanotubos, ni tampoco c\u00f3mo controlar su producci\u00f3n. Pero en la edici\u00f3n del 11 de febrero de la revista estadounidense Science, un equipo de investigadores de Estados Unidos, Francia y Brasil formul\u00f3 una teor\u00eda destinada a explicar el surgimiento de tales estructuras, cuando se las crea siguiendo el m\u00e9todo del arco el\u00e9ctrico, el mismo que se emple\u00f3 para producir los primeros nanotubos de carbono, en 1991. La teor\u00eda l\u00edquida -y correcta, seg\u00fan ellos creen. En vez de elaborarlos partiendo del carbono gaseoso, tal como hasta ahora se pensaba, los nanocilindros de grafito \u2212estructuras s\u00f3lidas, pese a sus dimensiones infinitesimales\u2212 son hijos de gotas de carbono generadas a temperaturas de algunos miles de grados Celsius. Al menos eso es lo que plantean los autores del art\u00edculo cient\u00edfico.<\/p>\n
La idea es controvertida, y los propios investigadores lo admiten. “No existen pruebas de que el carbono exista en su fase l\u00edquida, pero nosotros creemos que s\u00ed”, explica el f\u00edsico Daniel Ugarte, del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotr\u00f3n (LNLS) y de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), uno de los autores del trabajo (su colega Jefferson Bettini, del LNLS, tambi\u00e9n particip\u00f3 en el estudio). Como la temperatura de fusi\u00f3n del elemento qu\u00edmico m\u00e1s abundante en la Tierra es superior a 4.000\u00b0C, algunos cient\u00edficos creen que el carbono se evapora antes de fundirse. De s\u00f3lido se convierte en gas sin pasar por la fase l\u00edquida, mediante un fen\u00f3meno denominado sublimaci\u00f3n, que sucede a temperatura ambiente con la naftalina colocada en un armario, por ejemplo. Pero, \u00bfentonces los investigadores formularon una teor\u00eda para explicar el origen de los nanotubos con base en una forma de carbono cuya existencia a\u00fan no ha sido del todo aceptada en el seno de la comunidad cient\u00edfica? Pues s\u00ed. Y adem\u00e1s, publicaron el texto que platea esa extra\u00f1a tesis en una de las m\u00e1s importantes revistas cient\u00edficas. “Hace dos a\u00f1os elaboramos una primera versi\u00f3n del art\u00edculo, pero no nos gust\u00f3. Por eso la descartamos y redactamos otra”, dice Ugarte. Pese a ser cuestionable, la nueva explicaci\u00f3n para la formaci\u00f3n de los nanotubos se granje\u00f3 benepl\u00e1citos.<\/p>\n
La teor\u00eda se aplica \u00fanicamente a las fibras de mol\u00e9culas de carbono producidas mediante el antiguo m\u00e9todo del arco el\u00e9ctrico, actualmente poco utilizado por los grupos de investigaci\u00f3n, que prefieren recurrir a t\u00e9cnicas de menor costo para generar su material de estudio. Mediante este m\u00e9todo, los nanotubos surgen misteriosamente, luego de la aplicaci\u00f3n de una alta descarga el\u00e9ctrica en electrodos de grafito, la forma de carbono presente en las minas de los l\u00e1pices, mantenidos en una atm\u00f3sfera de helio, un gas inerte. Las hip\u00f3tesis m\u00e1s difundidas atribuyen el surgimiento de los nanotubos al reordenamiento s\u00f3lido en forma de cilindros de \u00e1tomos de carbono que se evaporaron al alcanzar temperaturas del orden los 5.000\u00b0C. Pero, al analizar en detalle los nanotubos generados en sus experimentos, el equipo de investigadores estadounidense, franceses y brasile\u00f1os vio algo que nadie hab\u00eda notado o a lo que no se le hab\u00eda dado importancia: las im\u00e1genes de microscop\u00eda electr\u00f3nica revelaron el surgimiento de esferas sobre algunos nanotubos. Burbujas que parecen las gotas de roc\u00edo que se forman sobre los hilos de una telara\u00f1a.<\/p>\n
Era la pista que precisaban para formular su teor\u00eda. “Reci\u00e9n al ver las gotas, nos dimos cuenta de que ten\u00edan algo que ver con lo l\u00edquido”, afirma el f\u00edsico Walt A. de Heer, del Instituto de Tecnolog\u00eda da Georgia, Estados Unidos, el principal autor del trabajo. “Entonces nos hicimos la siguiente pregunta: si las gotas fueron alg\u00fan d\u00eda carbono l\u00edquido, y los nanotubos a los que se conectan tambi\u00e9n son de carbono, \u00bfpor qu\u00e9 el carbono l\u00edquido no disolvi\u00f3 el nanotubo? La respuesta a ello es que el l\u00edquido debe haber sido vidrio de carbono a una temperatura menor que la del nanotubo.”<\/p>\n
De acuerdo con los investigadores, la secuencia de eventos que llevan al surgimiento de los nanotubos puede resumirse de esta manera. Primero se forman las gotas de carbono, producto de la licuaci\u00f3n de este elemento cuando se lo somete a alt\u00edsimas temperaturas. Luego, debido a la evaporaci\u00f3n de los \u00e1tomos, la porci\u00f3n m\u00e1s externa de cada gota se enfr\u00eda muy r\u00e1pido. Tal enfriamiento brusco crea sobre la superficie de la gota un revestimiento de un l\u00edquido viscoso, de vidrio de carbono. En el interior de la costra v\u00edtrea, sin embargo, a\u00fan hay carbono l\u00edquido y caliente. “El enfriamiento de la parte interna de la gota se produce por conducci\u00f3n de calor, en un proceso m\u00e1s lento que la evaporaci\u00f3n de los \u00e1tomos de la superficie”, explica Ugarte. A medida que la temperatura desciende dentro de la gota, los nanotubos se cristalizan. Por \u00faltimo, la gota se rompe y los nanotubos atraviesan el l\u00edquido viscoso que los revest\u00eda, restando sobre los nanocilindros porciones de esferas v\u00edtreas. El resultado final es una imagen de nanotubos con bolitas, un escenario parecido al de una tela de ara\u00f1a pulverizada con roc\u00edo<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Una teor\u00eda sostiene que los nanotubos se producen mediante un proceso parecido al de la formaci\u00f3n del roc\u00edo","protected":false},"author":13,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[101],"class_list":["post-78687","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/78687","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/13"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=78687"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/78687\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=78687"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=78687"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=78687"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=78687"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}