Conozca como las fibras de nanotubos de carbono se vuelven más fuertes
La Universidad de Rice ha producido fibras de nanotubos estas son actualmente más fuertes que las fibras de Kevlar o poliparafenileno ya que acrecientan la conductividad del cobre. El ingeniero químico y biomolecular de Rice Matteo Pasquali ha evolucionado la fibra más fuerte y conductora hasta la fecha, que está hecha de nanotubos de carbono largos mediante un proceso de hilado húmedo. Los investigadores han observado que las fibras de nanotubos de carbono hiladas en húmedo lograrían conducir a muchas aplicaciones médicas y de materiales. El gran progreso, ha sido exponencial.
Aunque es viable que esto jamás pueda imitar la Ley de Moore, que ha establecido el punto de referencia durante décadas de progreso en chips de computadora, se ha trabajado para promover un primer método de fabricación de nanofibras a partir de nanotubos de carbono.
Hay decenas de millones de fibras lineales en el laboratorio, presentemente en estudio, que se utilizan como puente para reparar el corazón dañado, como interfaz eléctrica con el cerebro, para implantes cocleares, como antenas flexibles y para automóviles. También ha formado parte Carbon Hub, el cual es un proyecto de investigación multiuniversitario partidario por Rice en 2019 para establecer un futuro de cero emisiones con el soporte de las empresas Shell, Prysmian y Mitsubishi.
Se establece que las fibras de nanotubos de carbono han sido promocionadas durante mucho tiempo por sus propiedades superiores viables. Han sido dos décadas de investigación por Rice y otros han descubierto este potencial. Ahora se necesita esfuerzos globales para mejorar la eficiencia de la producción para que estos materiales puedan fabricarse con cero emisiones de dióxido de carbono y sea viable producir hidrógeno limpio al mismo tiempo.
Así mismo el propósito de esta relevante información es presentar las características récord de las fibras producidas en dicho laboratorio de investigación. Estas mejoras simbolizan que ahora son más fuertes que el Kevlar, lo cual es un gran logro, puesto que superan a la fibra más fuerte del mercado.
La resistencia al arrastre de la fibra de arroz flexible es de 4,2 gigapascales (GPa), mientras que la fibra de Kevlar es de 3,6 GPa. La fibra solicita nanotubos largos con alta cristalinidad. Es decir, la matriz de anillo regular de átomos de carbono casi no tiene defectos. Se ha estimado que la solución ácida utilizada en el proceso de Rice también ayuda a reducir las impurezas que logran interferir con la resistencia de la fibra y mejora las propiedades metálicas de los nanotubos a través del dopaje residual.
La longitud o relación de aspecto de los nanotubos es la característica decisiva que determina el rendimiento de mencionadas fibras, puesto que el área de superficie de los nanotubos de 12 micrones utilizados en las fibras de arroz ayuda a unir mejor las fibras. También puede ayudar a los colaboradores que controlan los nanotubos de carbono a optimizar el procesamiento de la solución al controlar el contenido de impurezas metálicas en el catalizador y lo que se denomina impurezas de carbono amorfo.
Los investigadores indican que la conductividad de esta fibra se ha incrementado a 10,9 mega siemens (millones de Siemens) por metro. Esta es la primera vez que las fibras de nanotubos de carbono han superado el umbral de 10 billones de Siemens, por lo que hemos alcanzado un nuevo orden de magnitud para las fibras de nanotubos. Han sido normalizadas por peso, las fibras de arroz han alcanzado el 80% de la conductividad del cobre.
El rendimiento es mejor que el del alambre de platino, lo cual es un gran logro para los investigadores, y la conductividad térmica de la fibra es mejor que la de cualquier metal y cualquier fibra sintética, excepto la fibra de brea de grafito.
El fundamental objetivo del laboratorio es hacer que la producción de fibras de alta calidad sea eficiente y económica para que la industria pueda incorporarlas a gran escala. En la producción de otros tipos de fibras, incluido el Kevlar, el tratamiento de la solución es común, por lo que las fábricas pueden utilizar procesos familiares sin modificaciones importantes.
Se dice que la ventaja de este método es que en realidad es plug-and-play. El cual contiene una escalabilidad inseparable y se puede adaptar a los métodos de fabricación de fibras sintéticas.
Existe la idea de que los nanotubos de carbono nunca obtendrán todas las características que la gente ha estado buscando durante décadas. Pero si bien se ha progresado año tras año. No es fácil, pero todavía se cree en esta tecnología la cual se estima que cambiará el mundo.