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Universidad Santa María desarrolla experiencias para sintetizar nanotubos de carbono

      
Estas diminutas estructuras tienen innumerables propiedades. Pueden actuar como pequeños alambres conductores de electricidad, como los semiconductores del computador o ser los emisores de un monitor de pantalla plana.

La nanotecnología es una disciplina que hoy en día está captando el interés de todo el mundo científico y tecnológico, por sus innumerables beneficios para el desarrollo de las naciones y su consecuente inserción en el mundo global. En este contexto, el trabajo de investigación en estas áreas es cada vez más valorado en el concierto internacional.

La Universidad Técnica Federico Santa María, a través del Departamento de Física y el Núcleo Milenio en Materia Condensada, participa de este desarrollo. El grupo experimental dirigido por Patricio Häberle, físico, e integrado además por Rodrigo Segura, químico; Wladimir Ibáñez, físico; y Rodrigo Soto, estudiante de Ingeniería Civil, está desarrollando experiencias únicas en Chile, a través de las cuales han logrado "fabricar" estos pequeños tubos de carbono, material de dimensiones nanoscópicas (1Nanometro= 0,000001 mm) y que presenta singulares propiedades ópticas electrónicas y mecánicas.

Wladimir Ibáñez, investigador del Departamento de Física de la USM, explicó que "las futuras aplicaciones de los nanotubos son muchas, entre las cuales se puede mencionar: depósitos de energía, conectores en circuitos moleculares, biosensores y refuerzos en sistemas mecánicos. De hecho ya se comercializan raquetas de tenis que contienen en su marco estas singulares estructuras. Su resistencia mecánica es más fuerte que el acero, por lo que son difícil de estirar, pero por su gran longitud, se las puede doblar fácilmente sin que ellas se rompan. Además, desde el punto de vista eléctrico, tienen propiedades de conductores como el cobre o de semiconductor como el silicio. La gran particularidad es que de un mismo tubo se puede cambiar de conductor a semiconductor, dependiendo de cómo se enrolle la hoja que lo forma".

"Nuestro interés científico va por dos lados: por una parte queremos analizar la dinámica de crecimiento de arreglos ordenados de nanotubos, y por otro lado, queremos estudiar las propiedades electrónicas de esos arreglos".

¿Qué son los nanotubos?

El profesor del Departamento de Física USM, Patricio Häberle, quien encabeza el grupo experimental, explicó que "el nanotubo es justamente un tubo que tiene una pared que está formada por una capa atómica. La gracia que tienen estos sistemas, desde el punto de vista de sus propiedades de conducción de corriente, es que uno lo puede formar con distintas simetrías que hacen que se transformen de aisladores a conductores. Eso es lo esencial de estos materiales, que pueden ser usados como ladrillos básicos para una nueva electrónica, que aún no se ha desarrollado como tecnología. A partir de estos tubos sería posible construir nuevos dispositivos electrónicos, desde monitores de pantallas planas a complicados procesadores de computador".

Los nanotubos de carbono son pequeños tubos formados por una hoja de carbono con diámetro en el rango de los nanométros y largos que pueden alcanzar varios micrones. Para su fabricación, Ibáñez explicó que "utilizamos como base un sustrato de silicio, donde se depositan pequeñas partículas de hierro. Cuando los átomos de carbono llegan a esta superficie, comienzan a rodear las nanopartículas de hierro, aglutinándose en hexágonos para formar una estructura vertical cilíndrica, tal como si fuera un pelillo".

Promisorio futuro

Wladimir Ibáñez explicó que, "en este momento, no existen dispositivos comerciales basados en los nanotubos, porque las técnicas para síntesis y manipulación son materia de investigación. En este sentido, las aplicaciones en forma masiva aún no se logran, por eso es importante realizar este tipo de investigación en el país, ya que el conocimiento de las propiedades de crecimiento y su dinámica, son centrales en la producción de grandes cantidades con las características deseadas. Esta nueva forma de la electrónica requerirá una innovación tecnológica masiva a nivel mundial y por lo tanto una oportunidad para nuestro país".

Patricio Häberle, por su parte, añadió que "como Centro queremos ser punta de lanza en Chile en estos temas, y por ello hemos trabajado en distintos aspectos de la física nanoscópica, siendo uno de nuestros objetivos el formar un instituto de nanociencias en la USM y tratar de incorporar equipamiento que nos permita hacer contribuciones reales al conocimiento e incorporar a gente joven que nos ayude en estos desarrollos, aprenda de ellos, formando en este proceso la nueva generación de nanotecnólogos".

"Si bien no proponemos hacer productos específicos en nanotecnología, sí queremos trabajar fuertemente en las propiedades de estos sistemas y transformarnos en un referente nacional o en un lugar donde la gente se aglutine en torno a materias relacionadas con la nanotecnología. La verdad es que la promesa de la nanoelectrónica, basada en los nanotubos, es todavía una quimera, porque falta mucho por hacer para poder manipular y manejar la nanoescala de una manera efectiva", agregó Häberle.

"Tenemos investigadores, profesores y alumnos, que trabajan en aspectos teóricos de estos sistemas. Pueden describir la estructura electrónica con mucha precisión, predecir sus propiedades ópticas y en general describir el comportamiento de estos tubos en distintos ambientes. Lo que nosotros estamos haciendo en los laboratorios, es tratar de sintetizarlos y utilizarlos de alguna forma en distintos dispositivos. En el fondo, estamos creando alrededor de estos singulares tubitos nanoscópicos, un conocimiento científico que con toda seguridad va a tener aplicaciones tecnológicas", finalizó Patricio Häberle.

Fuente: Universidad Santa María
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