(PhysOrg.com) - Aprovechar el poder de los nanotubos de carbono podría ser considerablemente más fácil, gracias a un avance de ingenieros de la Universidad de Carolina del Sur y la Universidad de Georgia.

Un equipo dirigido por Xiaodong Li, profesor de la Facultad de Ingeniería y Computación de la USC, informó un gran avance en el manejo de nanotubos en la edición del 14 de febrero de Materiales avanzados . Combinaron dos métodos, pasivación de hidrógeno y ultrasonidos, para generar dispersiones notablemente uniformes de nanotubos de carbono de paredes múltiples.

"En aplicaciones como compuestos ligeros y energéticamente eficientes, dispositivos electrónicos y optoelectrónicos, recolección de energía, conversión de energía, y sistemas de almacenamiento de energía, Los nanotubos de carbono han demostrado un rendimiento superior. "dijo Li, "pero, lamentablemente, dispersarlos siempre fue una barrera importante en las aplicaciones. Esta nueva técnica es de bajo costo, fácil de usar, y respetuoso con el medio ambiente, debería adaptarse rápidamente a una amplia gama de áreas ".

Los nanotubos de carbono tienen muchas propiedades deseables, que van desde una resistencia mecánica excepcional hasta un comportamiento eléctrico inusual. Al incorporarlos a los materiales, incluso en pequeñas dosis, «los investigadores pueden mejorar drásticamente la utilidad de un material.

Pero trabajando con nanotubos de carbono, que son fuertemente hidrofóbicos, puede ser difícil. En muchos solventes y polímeros, su insolubilidad y tendencia a aglutinarse es un obstáculo importante para obtener recubrimientos uniformes en superficies o distribuciones dentro de sólidos o geles.

La ecografía se ha utilizado durante mucho tiempo para tratar de dispersar nanotubos de carbono en disolventes, pero su éxito es lento, regular, y con demasiada frecuencia se invierte cuando cesa la sonicación.

El equipo de Li combinó la ultrasonicación con un flujo simultáneo de gas hidrógeno, produciendo nanotubos de carbono de paredes múltiples completamente dispersos en etanol en solo 2 horas. La dispersión uniforme, que es evidente incluso a simple vista, se caracterizó por microscopía electrónica de barrido y transmisión.

Luego fabricaron un compuesto epoxi de nanotubos con el método y examinaron sus propiedades mecánicas. El módulo de elasticidad del nanocompuesto (con 1% de nanotubos en peso) preparado con pasivación de hidrógeno aumentó casi un 100% en comparación con el epoxi puro, mientras que en ausencia de pasivación de hidrógeno se informó anteriormente de un aumento de menos del 40%.

Los ingenieros razonan que la energía de los ultrasonidos impulsa la ruptura de los enlaces C-C en los nanotubos, que luego reaccionan con el hidrógeno para crear enlaces C-H. La espectroscopia de fotoelectrones de rayos X confirma la adición de enlaces C-H.

Este tipo de modificación es particularmente útil, añadió Li, porque el hidrógeno absorbido se elimina fácilmente de los nanotubos de carbono de paredes múltiples mediante calentamiento. "Las técnicas convencionales - flúor, alcano o modificación iónica, por ejemplo:introducir impurezas en los materiales de la matriz, " él dijo.