Os fulleneros e as súas propiedades

Un fullereno é unha molécula composta por carbono que pode adoptar unha forma xeométrica que lembra a unha esfera, un elipsoide, un tubo ou un anel. Os fullerenos son similares ao grafito, composto de follas de aneis hexagonales enlazadas, pero contendo aneis pentagonales e ás veces heptagonales, o que impide que a folla sexa plana.

O fullereno máis coñecido é o formado por 60 átomos de carbono (C60), no que ningún dos pentágonos que o compoñen comparten un bordo; se os pentágonos teñen unha aresta en común, a estrutura estará desestabilizada. A estrutura é a dun icosaedro truncado, que se asemella ao balón de fútbol. Está configurado por 20 hexágonos e 12 pentágonos, cun átomo de carbono en cada unha das esquinas dos hexágonos e unha ligazón ao longo de cada aresta.

No seu estado natural o C60 non é condutor da electricidade. Con todo, científicos dun compañía norteamericana han descuberto que cando se lle engaden certas impurezas como o potasio, obtense un composto que si é condutor. Pero cando a cantidade de potasio é demasiado elevada, a nova sustancia converterse en illante. Así que pode ser un incrible semiconductor para sofisticadas aplicacións en microelectrónica. Aínda por riba, cando este composto arrefríase por baixo dos 255 ºC, transfórmase nun superconductor. Os científicos cren que nun futuro moi próximo, os fullerenos permitirán fabricar superconductores capaces de transmitir a corrente eléctrica sen perdas. 

Sorprendentemente os fullerenos presentan capacidades ferromagnéticas, aínda que non contén ferro. De modo que poderían utilizarse perfectamente na construción de imáns plásticos de moi pouco peso. Outros investigadores acaban de descubrir que os compostos de C60 e Flúor forman un composto de teflón que seica chegue a converterse no máis eficaz lubricante da historia. Debido á fortaleza da súa estrutura os investigadores cren que as cadeas compostas por moléculas de C60 permitirán manufacturar unha nova xeración de polímeros, que resultarían ser materiais incriblemente resistentes. 

Rodrigo Justo Fernández

COÑECENDO MOLÉCULAS

Os fullerenos:

Son un conxunto de formas alotrópicas do carbono, diferentes do diamante e do grafito.

Foron descubertos por primeira vez en 1985 polos investigadores R. Curl, H. Kroto e R. Smalley, aínda que a súa existencia xa foi predita en 1965. Os fullerenos son moléculas con formas esferoidales que conteñen desde 32 ata 960 átomos de carbono sólidos moleculares, moi estables, xa que non posúen ligazóns libres, e que dan lugar a sólidos moleculares brandos. 

Fullereno/ mim-us.es

Mais a importancia dos fullerenos non reside exclusivamente nas súas curiosas estruturas, senón nas propiedades dos materiais macroscópicos a que poden dar lugar. Neste sentido, o futboleno cristaliza segundo unha rede de Bravais CCC denominada fullerita.

Os nanotubos de carbono (CNTs):

Están constituídos por redes hexagonales de carbono curvadas e pechadas, formando tubos de carbono nanométricos cunha serie de propiedades fascinantes que fundamentan o interese que espertaron en numerosas aplicacións tecnolóxicas. Son sistemas lixeiros, ocos e porosos que teñen alta resistencia mecánica, e por tanto, interesantes para o reforzamento estrutural de materiais e formación de composites de baixo peso, alta resistencia á tracción e enorme elasticidade.

Nanotubo de Carbono / Wikipedia

Foron descubertos en Xapón por S. Iijima en 1991, publicado na revista Nature 354, 56 (1991), durante os traballos de investigación sobre fullerenos. O gran impacto dos materiais nanoestructurados é debido a que a súa gran superficie mellora as súas propiedades e abre camiños a unha ampla diversidade de novas aplicacións. Por iso, atraeron e están a atraer un considerable interese como constituíntes de novos materiais e dispositivos nanoscópicos.

               

Rubén Gómez Blanco

NANOTUBOS

Primeiro debemos saber que son compoñentes derivados do Carbono. Podémolos encontrar de distintos materiais: sicilio, nitruro de boro... Estes elementos pódense utilizar en funcións eletroquímicas, supercondensadores e almacenamento de hidróxeno. Serven para a fabricación de transistores e memorias, dentro do campo da electrónica.

Diferentes tipos de nanotubos:

• Zig- Zag
• Armchair
• Quiral

- CURIOSIDADE: o nanotubo máis longo mide 18.5 cm.

O seu uso é moi extenso, entón podemos decir que os encontramos en materias do día a día, como un simple lápiz a un avión. Estes materiais poden ser moi útiles aparte de ser baratos. 

É certo que os utilizamos día a día, pero son uns materiais do futuro. Varios investigadores están na procura de novas aplicacións con usos de estes materiais. 

Marta Rua Ramos

PANEL SOLAR FLEXIBLE FEITO DE CARBONO

A capa fotoactiva, responsable da absorción e conversión da luz, é un "cruzamento" de nanotubos de carbono 10.000 veces máis finos que un pelo e os fullerenos C60 (o fullereno é a terceira forma molecular máis estable do carbono, tras o grafito e o diamante). Os elementos fotoactivos atópanse entre o cátodo e o ánodo, ambos os feitos de nanotubos de carbono e dunha lámina de grafeno dun átomo de grosor.

O resultado, unha película moi fina e moi flexible, permite, segundo a autora do estudo, Zhenan Bao, que un obxecto de calquera forma, sexa un coche ou un edificio, sexa cuberto coa "cinta" solar. Ademais, un panel destas características pode soportar temperaturas de ata 600 ºC sen que iso cause ningún problema. Outros vantaxes importantes son o baixo custo do carbono e a súa abundancia.

A pesar de que o carbono como tal é un material barato, non se pode dicir o mesmo dos nanotubos nin do grafeno, que nin sequera se producen en grandes cantidades. Pero se a fabricación industrial destes alótropos é cuestión dun futuro non tan afastado, segundo os científicos, segue habendo outro problema: o da eficacia enerxética do panel, que actualmente é só do 0,46%.

POR: MIGUEL LORENZO PERAL

Características de los fullerenos

• LOS FULLERENOS SON ESTRUCTURAS HUECAS.
• SE PUEDEN FORMAR EN LA NATURALEZA COMO CONSECUENCIA DE FUEGOS O RAYOS.
• FÍSICAMENTE LOS FULLERENOS C60 SE ENCUENTRAN EN LA FORMA DE UN POLVO AMARILLO
• SE DEFORMAN, PERO REGRESAN A SUS ESTADO INICIAL CUANDO LA PRESIÓN A LA QUE ESTÁN SOMETIDOS DISMINUYE.
• NORMALMENTE TIENE UN TAMAÑO DE 1nm, PERO PUEDEN LLEGAR A MEDIR  HASTA CASI 10 nm.

  

  (Fullereno)

• PARA DESTRUIRLOS SE NECESITAN TEMPERATURAS MAYORES DE A 1000°C.
• SU FORMA CERRADA Y SIMÉTRICA LES APORTA UNA GRAN RESISTENCIA, DE HASTA 3.000 ATMOSFERAS
• LA DENSIDAD DE LOS FULLERENOS ES DE APROXIMADAMENTE 1.5
• POSEE PROPIEDADES LUBRICANTES, DEBIDO A  QUE SUS FUERZAS INTERMOLECULARES POR VAN DER WAALS SON DÉBILES.
• A TEMPERATURAS MUY BAJAS LOS FULLERENOS SE SUBLIMAN, SIN PERDER LAS ESFERAS.
• QUÍMICAMENTE LAS MOLÉCULAS DE FULLERENO SON MUY ELECTRONEGATIVAS Y FORMAN ENLACES CON ÁTOMOS DONADORES DE ELECTRONES.
• LAS MOLÉCULAS C60  SE CONDENSAN  FORMANDO UN SÓLIDO CON ENLACES DÉBILES (FULLERITA).                        

                                                                                                                    Pablo Vega Dos Santos

Los fullerenos y los nanotubos

Os fullerenos son un conxunto de formas alotrópicas do carbono, diferentes do diamante e do grafito.Os fullerenos son moléculas con formas esferoidales que conteñen desde 32 ata 960 átomos de carbono sólidos moleculares, moi estables, xa que non posúen ligazóns libres, e que dan lugar a sólidos moleculares brandos. O arquetipo destas moléculas é a denominada buckminsterfullereno, buckybola ou futboleno, de fórmula C60.

Mais a importancia dos fullerenos non reside exclusivamente nas súas curiosas estruturas, senón nas propiedades dos materiais macroscópicos a que poden dar lugar. Neste sentido, o futboleno cristaliza segundo unha rede de Bravais CCC denominada fullerita.

As fulleritas puras son illantes; agora ben, impurificadas con átomos de metais alcalinos compórtanse como semiconductores e ata como superconductores. Un exemplo constitúeo o K3C60, que pode obterse dispoñendo as moléculas de C60 nas posicións propias dunha rede CCC e situando átomos de K nos intersticios tetraédricos como nos octaédricos.

Os nanotubos de carbono (CNTs) están constituídos por redes hexagonales de carbono curvadas e pechadas, formando tubos de carbono nanométricos cunha serie de propiedades fascinantes que fundamentan o interese que espertaron en numerosas aplicacións tecnolóxicas. Son sistemas lixeiros, ocos e porosos que teñen alta resistencia mecánica, e por tanto, interesantes para o reforzamento estrutural de materiais e formación de composites de baixo peso, alta resistencia á tracción e enorme elasticidade. 

Electronicamente, comprobouse que os nanotubos compórtanse como fíos cuánticos ideais monodimensionales con comportamento illante, semiconductor ou metálico dependendo dos parámetros xeométricos dos tubos. Outra máis das súas interesantes propiedades é a súa alta capacidade de emisión de electróns. Neste campo, o seu interese radica en que sexan capaces de emitir electróns a 0.11 eV de enerxía mentres que os mellores emisores de electróns utilizados na actualidade emiten nun rango entre 0.6 e 0.3 eV.

fullerenos

Por Fran Martínez Feijoo

Nanotubos

En química, denomínanse nanotubos a estruturas tubulares (cilíndricas), cuxo diámetro é do tamaño do nanómetro. Existen nanotubos de moitos materiais, tales como silicio ou nitruro de boro pero, xeralmente, o termo aplícase aos nanotubos de carbono. Os nanotubos teñen propiedades inusuais, que son valiosas para a nanotecnoloxía.

Están sendo estudados activamente, como os fulerenos, polo seu interese fundamental para a química e polas súas aplicacións tecnolóxicas. É, por exemplo, o primeiro material coñecido pola humanidade capaz, en teoría, de sustentar indefinidamente o seu propio peso suspendido sobre o noso planeta. Teoricamente permitiría construír un ascensor espacial, debido a que para iso necesítase un material cunha forza tensil de 100 GPa e calcúlase que os nanotubos de carbono teñen unha forza tensil de 200 GPa

Nanotubos de carbono/Wi

Gonzalo Carrajo Mariño