{"id":89166,"date":"2010-03-01T00:00:00","date_gmt":"2010-03-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2010\/03\/01\/nanotubos-en-la-vida-real\/"},"modified":"2017-02-01T17:10:29","modified_gmt":"2017-02-01T19:10:29","slug":"nanotubos-en-la-vida-real","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/nanotubos-en-la-vida-real\/","title":{"rendered":"Nanotubos en la vida real"},"content":{"rendered":"

\"\"JOS\u00c9 MAUR\u00cdCIO ROSOLEN\/USP<\/span>La nanotecnolog\u00eda se ha convertido en un vasto campo de estudios en todo el mundo, y los nanotubos de carbono son los grandes exponentes de dicha \u00e1rea. Los sectores de la ingenier\u00eda electr\u00f3nica y de la qu\u00edmica industrial son los que m\u00e1s\u00a0 prometen en lo que hace al uso de estos dispositivos, tal como lo demuestra el trabajo de un grupo de investigadores del Departamento de Qu\u00edmica de la Facultad de Filosof\u00eda, Ciencias y Letras de Ribeir\u00e3o Preto de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP). Los cient\u00edficos desarrollaron nanomateriales destinados a componer bater\u00edas de iones de litio m\u00e1s eficientes, utilizadas en coches el\u00e9ctricos, y sofisticados filtros con capacidad para retener gases t\u00f3xicos y compuestos vol\u00e1tiles nocivos para la salud, adem\u00e1s de sensores para la detecci\u00f3n de glucosa en la sangre. El material creado por los investigadores en escala nanom\u00e9trica \u2013un nan\u00f3metro equivale a una millon\u00e9sima parte de un mil\u00edmetro\u2013 es un comp\u00f3sito formado por nanotubos de carbono, una especie de hoja de \u00e1tomos de carbono enrollada como un tubo, dispuestos sobre fieltro tambi\u00e9n de carbono, un sustrato mayor, en escala de micrones, disponible comercialmente y fabricado a base de pol\u00edmeros comerciales tales como la poliacrilonitrila y la poliamida.<\/p>\n

El nanomaterial ser\u00e1 fabricado este mismo a\u00f1o en escala pos laboratorio en una planta piloto que se encuentra en construcci\u00f3n en la universidad. Adem\u00e1s de abrir la posibilidad de nuevas aplicaciones tecnol\u00f3gicas, el trabajo llevado adelante por el f\u00edsico y profesor de la USP Jos\u00e9 Maur\u00edcio Rosolen, en colaboraci\u00f3n con la qu\u00edmica Elaine Yoshiko Matsubara, dio origen a dos pedidos de patentes en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI) y a una decena de art\u00edculos cient\u00edficos publicados en revistas cient\u00edficas internacionales. El desarrollo de comp\u00f3sitos \u2013un producto que se caracteriza por estar formado por dos o m\u00e1s\u00a0 tipos de materiales\u2013 en el \u00e1mbito de la nanotecnolog\u00eda, normalmente se basa en los nanotubos como uno de sus componentes. Los investigadores de Ribeir\u00e3o Preto emplearon estos dispositivos dispuestos sobre un fieltro especial, un sustrato conductor electr\u00f3nico similar a los fieltros tradicionales, pero elaborado a base de carbono y no de algod\u00f3n o de fibras sint\u00e9ticas. Fue la salida que hallaron los investigadores para sortear las limitaciones y las dificultades existentes cuando se piensa en emplear nanotubos de carbono en gran escala industrial.<\/p>\n

El problema con el uso de los nanotubos, seg\u00fan Rosolen, es la dificultad de su manipuleo, normalmente en forma de polvo, junto a otros materiales, y controlar la compactaci\u00f3n o aglomeraci\u00f3n, que se produce de manera aleatoria. “Los nanotubos de carbono interact\u00faan entre s\u00ed, formando haces y aglomerados dotados de propiedades distintas que las originales. Esa situaci\u00f3n puede ocasionar problemas a la hora de reproducir dispositivos y materiales en el \u00e1mbito industrial cuyas propiedades dependen de la aglomeraci\u00f3n o de la dispersi\u00f3n de los nanotubos, como ocurre con capacitores, sensores, filtros, electrodos y bater\u00edas”, dice Rosolen.<\/p>\n

Al incorporar nanotubos a un substrato como los fieltros de carbono, los investigadores lograron hacer un montaje en geometr\u00edas preestablecidas, y evitaron as\u00ed los problemas hallados en el material en part\u00edculas. Asimismo, los dispositivos microm\u00e9tricos son m\u00e1s f\u00e1cilmente manipulables, y es m\u00e1s sencilla su mezcla con otros materiales. “Creamos un nuevo material, pero mantuvimos todo el potencial de los nanotubos de carbono”, dice el f\u00edsico de la USP. El comp\u00f3sito tiene la forma de una manta o tela, con dichos dispositivos impregnados en su superficie. Esta caracter\u00edstica reduce el riesgo de inhalaci\u00f3n de los nanotubos por parte de los investigadores y trabajadores que los manipulan en forma de polvo.
\nUna de las aplicaciones m\u00e1s avanzadas para el nuevo material apunta a la fabricaci\u00f3n de filtros y m\u00e1scaras de inter\u00e9s industrial. En el primer caso, el comp\u00f3sito puede utilizarse en la fabricaci\u00f3n de filtros para aire acondicionado de veh\u00edculos automotores, y en la retenci\u00f3n de gases t\u00f3xicos arrojados al aire por el escape de los coches. “Los filtros actualmente existentes en el mercado impiden que los conductores aspiren el material en part\u00edculas que exhalan los autom\u00f3viles, pero no retienen una serie de gases t\u00f3xicos de dimensiones moleculares”, dice Rosolen.\u00a0\u00a0 Filtro de cigarrillo – El nanomaterial tambi\u00e9n podr\u00eda usarse en la fabricaci\u00f3n de m\u00e1scaras de protecci\u00f3n individual capaces de impedir el paso de solventes org\u00e1nicos t\u00f3xicos liberados en ciertos procesos industriales. En la misma l\u00ednea, puede ser \u00fatil como filtro de nicotina en cigarrillos. La primera patente que obtuvo el investigador se relaciona con el desarrollo de filtros para compuestos org\u00e1nicos vol\u00e1tiles y para nicotina, mientras que la segunda se refiere a la producci\u00f3n de comp\u00f3sitos y nanotubos de carbono con superficie hidrof\u00edlica (que interact\u00faa con el agua), que se dispersan bien en medio acuoso. Estos podr\u00edan destinarse entre otras cosas a la fabricaci\u00f3n de pigmentos para pinturas al agua.<\/p>\n

El nanomaterial creado en los laboratorios de la USP tambi\u00e9n abre posibilidades para la fabricaci\u00f3n de grandes bater\u00edas de iones de litio, m\u00e1s livianas que las actuales, para veh\u00edculos el\u00e9ctricos. “Como nuestro comp\u00f3sito es un buen conductor electr\u00f3nico, los fabricantes de bater\u00edas no necesitar\u00edan utilizar grandes cantidades de hojas y mallas de aluminio, que la vuelven pesada”, explica. Al reducirse su peso, ser\u00eda posible tambi\u00e9n fabricar coches el\u00e9ctricos con bater\u00edas m\u00e1s durables para lograr una autonom\u00eda mayor. “Algunas grandes empresas han mostrado inter\u00e9s tanto en la tecnolog\u00eda de producci\u00f3n de bater\u00edas como en producir filtros con nuestro material. Estamos conversando”, comenta Rosolen.<\/p>\n

Otra aplicaci\u00f3n prometedora del comp\u00f3sito de nanotubos de carbono ser\u00eda la fabricaci\u00f3n de sensores amperom\u00e9tricos. Estudios realizados junto con la profesora Susana In\u00eas Cordoba Torresi, del Instituto de Qu\u00edmica de la USP de S\u00e3o Paulo, demostraron que el comp\u00f3sito permite la producci\u00f3n de biosensores muy sensibles, capaces de detectar glucosa en un medio que contenga sodio y potasio, como lo es la sangre humana. “El dispositivo exhibi\u00f3 una gran sensibilidad, con gran rapidez de respuesta, dentro de una franja de concentraci\u00f3n m\u00e1s amplia que los sensores convencionales”, dice Rosolen.<\/p>\n

Los proyectos<\/strong>
\n 1.<\/strong> Nanotecnolog\u00eda de carbono aplicada al desarrollo de sensores, c\u00e9lulas fotovoltaicas, seudocapacitores y comp\u00f3sitos polim\u00e9ricos (n\u00ba 04\/07085-2<\/a>); Modalidad<\/strong>\u00a0Ayuda Regular a Proyecto de Investigaci\u00f3n; Coordinador<\/strong>\u00a0Jos\u00e9 Maur\u00edcio Rosolen \u2013 USP; Inversiones<\/strong>\u00a0R$ 174.124,21 y US$ 18.558,95\u00a0 (FAPESP)
\n2.<\/strong> Comp\u00f3sito de nanotubos de carbono y fieltro de carbono (n\u00ba 06\/06129-1<\/a>); Modalidad <\/strong>Programa de Apoyo a la Propiedad Intelectual; Coordinador\u00a0<\/strong>Jos\u00e9 Maur\u00edcio Rosolen \u2013 USP; Inversi\u00f3n <\/strong>R$ 6.000,00 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos
\n<\/em>ROSOLEN, J.M. et al<\/em>. Electron field emission of carbon nanotubes on carbon felt<\/a>. Chemical Physics Letters<\/strong>. v. 424, p.151-55. 2006.
\nROSOLEN, J.M. et al<\/em>. Carbon nanotube\/felt composite electrodes without polymer binders<\/a>. Journal of Power Sources<\/strong>. v. 162, p. 620-28. 2006.
\n<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Salen nuevas aplicaciones para los nanodispositivos de carbono","protected":false},"author":23,"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":[192],"tags":[1255],"coauthors":[116],"class_list":["post-89166","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-nanotecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89166","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\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=89166"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89166\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=89166"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=89166"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=89166"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=89166"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}