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Ciencia de los Materiales
Medición de la Interacción Entre Nanotubos y
Conjuntos de Atomos
26
de
Noviembre de 2007.
 Los
nanotubos de carbono han sido utilizados para una gran variedad de
aplicaciones, incluyendo materiales compuestos, biosensores, circuitos
nanoelectrónicos y membranas. Si bien han demostrado ser útiles para
estos propósitos, realmente nadie sabe mucho sobre lo que sucede a nivel
molecular al utilizarlos. Por ejemplo: ¿cómo interactúan los nanotubos y
los grupos químicos funcionales en la escala atómica? Responder a esta
pregunta podría llevar a mejoras en los nanodispositivos del futuro.
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En su búsqueda para encontrar la respuesta, unos investigadores han
podido medir por primera vez una interacción específica para un solo
grupo funcional con nanotubos de carbono utilizando la microscopía de
fuerza química, una técnica para el ámbito nanométrico que mide las
fuerzas de interacción usando diminutos sensores semejantes a muelles.
Los grupos funcionales son los grupos más pequeños de átomos específicos
dentro de una molécula que determinan las reacciones químicas
características de ésta.
El equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore
y sus colegas han encontrado que la fuerza de la interacción no sigue
las tendencias convencionales de incremento de la polaridad o de rechazo
del agua. En cambio, depende de las intrincadas interacciones
electrónicas entre los nanotubos y el grupo funcional.
Entender las interacciones entre los nanotubos de carbono y los grupos
químicos funcionales individuales resulta necesario para el diseño de
las futuras generaciones de sensores y nanodispositivos que dependan del
acoplamiento de esos componentes en una sola molécula. Los nanotubos de
carbono son sumamente pequeños, lo que hace muy difícil medir la fuerza
de adherencia de una molécula individual a la superficie de tales
nanotubos. En el pasado, los investigadores tenían que depender de los
modelos por ordenador, las mediciones indirectas y las laboriosas
pruebas en la escala micrométrica.
Pero el equipo de Livermore ha ido un paso más allá para conseguir una
medición más exacta. Han logrado una verdadera interacción de un solo
grupo funcional reduciendo el área de contacto del nanotubo-sonda
aproximadamente a 1,3 nanómetros. Y los cálculos demuestran que había
una fuerte dependencia de la fuerza de la interacción con la estructura
electrónica del sistema de molécula - nanotubo de carbono.
Esta investigación abre un nuevo potencial para la ciencia de los
materiales a escala nanométrica.
La capacidad de medir las interacciones al nivel de un solo grupo
funcional podría eliminar gran parte del trabajo de suposición que forma
parte del diseño de los nuevos materiales a base de nanocompuestos, los
nanosensores o el ensamblaje molecular, los cuales a su vez podrían
ayudar a producir en el futuro materiales mejores y más fuertes, así
como dispositivos y sensores más sensibles.
Información adicional en:
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