Los nanotubos de carbono, que se describe como la celebridad reina del mundo de materiales avanzados, están de moda. Recientemente, los investigadores de la Universidad Rice y el Instituto Politécnico Rensselaer utilizado para hacer el "negro más negro" - el material más oscuro conocido, lo que refleja sólo 0,045 por ciento de toda la luz que brilla sobre él.
Cuando Francois de Sandia Leonard explica la física de carbono Leonard ha escrito un libro sobre el tema que se publicará a finales de este verano
Sandia National Laboratories también en el juego de nanotubos de carbono, con la investigación dirigido por el físico François Léonard. Leonard tiene una considerable experiencia en el tema, tanto que escribió el libro en que - literalmente. Él es el autor de una obra próxima, Física de los dispositivos de nanotubos de carbono, que podría convertirse en el texto definitivo sobre el tema.
Los nanotubos de carbono son cilindros largos y delgados compuesto enteramente por átomos de carbono. Mientras que sus diámetros están en el rango nanométrico (1-10), que puede ser muy largo, hasta de centímetros de longitud. El enlace carbono-carbono es muy fuerte, por lo que los nanotubos de carbono muy robusto y resistente a cualquier tipo de deformación. Las propiedades de otros materiales de un solo elemento son obvias - el oro es un metal y silicio es un semiconductor, por ejemplo. Los nanotubos de carbono, por el contrario, tienen una especie de doble personalidad que no se encuentran en otros materiales a partir de un solo elemento. Son especiales porque pueden ser metálicos o semiconductores.
Léonard explica que esto se debe a la estructura real de un nanotubo de carbono, la forma en que los átomos están dispuestos alrededor del tubo determina sus propiedades electrónicas. Para explicar este concepto a un grupo de estudiantes de la Universidad de California, Berkeley, que utiliza tres rollos de alambre de pollo, cada una cortada en un ángulo diferente. La tela metálica representa la hoja de grafeno a partir de la cual se corta el nanotubo. El ángulo de corte que crea una geometría de bonos diferentes a lo largo del nanotubo, lo que resulta en diferentes propiedades.
Trabajar en un territorio desconocido
Experiencia Léonard con nanotubos de carbono se inició cuando el campo estaba emergiendo. Mientras que el descubrimiento de los nanotubos de carbono se le atribuye a el físico japonés Sumio Iijima en 1991, trabajan en las aplicaciones no se inició hasta finales de 1990. Leonard fue a IBM como un post-doctorado, cuando los investigadores se construyó el primer transistor de nanotubos de carbono.
Como físico teórico, Léonard estaba trabajando en un territorio desconocido. Desde el principio, trabajó en los métodos de modelización para entender cómo los nanotubos de carbono podrían comportarse en ciertas aplicaciones. Se unió a Sandia en 2000, donde ha continuado su investigación de nanotubos de carbono.
El lado de semiconductores de nanotubos de carbono tiene una gran promesa para el desarrollo de nuevos dispositivos nanoelectrónicos. "Un nanotubo de carbono crea un transistor que es sólo un nanómetro de ancho", dice Leonard. "Esto hace que sea posible, en principio, para lograr densidades de dispositivos muy alta en comparación con el estado actual de la técnica." Las propiedades de emisión de campo de los nanotubos de carbono, también son interesantes. Las pantallas planas se hacen típicamente de una alta densidad de puntas afiladas, para que de alta tensión es aplicada para extraer electrones. Estos electrones golpean y activar los píxeles de la pantalla. Los nanotubos de carbono puede servir para este propósito, ya que son muy agudos, de largo, y puede mantener los campos y altas temperaturas.
'Layla' en un receptor de nanotubos
Los investigadores han demostrado la capacidad de reunir a estos dispositivos con un único nanotubo de carbono. En una conferencia reciente, un científico jugado Eric Clapton "Layla" en un dispositivo de nanotubos de carbono actúa como un receptor de radio.
Otro uso potencial es en sensores químicos y biológicos. Los nanotubos de carbono, debido a su pequeño diámetro, pueden servir como detectores muy sensibles, con la capacidad de detectar una sola molécula de la sustancia objetivo. La detección de ADN también ha sido demostrada. En la actualidad, Léonard es líder de un equipo para desarrollar la detección óptica utilizando nanotubos de carbono. El proyecto es una colaboración con Lockheed Martin.
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