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Construcción de modelos de fullerenos y nanotubos
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Construcción de modelos de fullerenos y nanotubos
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junio de 2005 cuatro alumnas y yo nos embarcamos en un proyecto: hacer
modelos
de fullerenos de papiroflexia. Durante el verano doblaron y doblaron.
A principios del curso 05-06 nos presentamos a "EXPERIMENTA", un
concurso convocado por la Facultat de Física de la Universitat de
València.
El proyecto fue seleccionado y el 20-XI-05 el grupo de alumnas lo expusieron, junto con el resto de los 16 grupos seleccionados en la categoría de Aplicaciones Tecnológicas, en la Feria de Física y Tecnología celebrada en Jardí Botànic de la Universitat. Ese día muchos asistentes a la Feria, incluido el Rector de la Universitat y el decano de la Facultad de Física, hicieron su modulito para construir fullerenos. Les concedieron el segundo premio de la Categoría de Aplicaciones Tecnológicas. Tengo que reconocer a mis cuatro alumnas lo hicieron muy bien y defendieron ellas solitas durante dos horas el proyecto delante de los que se paraban en el stand Nos
han regalado al centro un LEGO Mindstorms con su ladrilllo RCX programable
para hacer robots manipulados por ordenador... total un "jueguecito" muy
interesante que no se cuando vamos a sacar tiempo con las de Tecnología
para hacer algo de interés con él, pero todo se andará.
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INTRODUCCIÓN
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El
buckminsterfullereno, de fórmula C60, también
llamado fullereno o buckybola, es una forma alotrópica del carbono.
Descubierto por el británico Harold Kroto y los americanos Robert
Curl y Richard Smalley (Premio Nobel de Química en 1996). Este compuesto
da el nombre a toda una serie de compuestos: los fullerenos.
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molécula de fullereno (diámetro de 7 Å) es 100 millones
de veces más pequeña que un balón de fútbol,
y sin embargo, ambos tienen exactamente la misma simetría y la misma
topología (es decir la secuencia de conexiones).
El fullereno está formado por 60 átomos de carbono; cada átomo forma parte de dos hexágonos y un pentágono lo que da lugar a una estructura cerrada con la simetría de un icosaedro truncado (poliedro formado por 12 pentágonos y 20 hexágonos). |
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Los
nanotubos tienen un diámetro de unos nanometros y, sin embargo,
su longitud puede ser de hasta varios cientos de micrometros de longitud
(algunos alcanzan un milímetro,1000 micrometros)por lo que dispone
de una relación longitud-anchura tremendamente alta y hasta ahora
sin precedentes.
Algunos
están cerrados por media esfera de fullereno o bukybola, y otros
no están cerrados. Existen nanotubos monocapa (un sólo tubo)
y multicapa (varios tubos metidos uno dentro de otro, al estilo de las
famosas muñecas rusas).
La
investigación sobre nanotubos es tan apasionante (por sus múltiples
aplicaciones y posibilidades) como complejo (por la variedad de sus propiedades
electricas, termales y estructurales que cambian según el diámetro,
la longitud, la forma de enrollar...).
Se
han encontrado numerosas aplicaciones de los fullerenos como inclusión
de átomos alcalinos en el interior de las bolas de carbono semi-conductoras
para darles propiedades metálicas y superconductores de alta temperatura
a 30 K, polímeros con fullerenos para dispositivos de conversión
de energía solar, lubricantes, dispositivos en micro-electrónica,
y hasta la síntesis de fármacos con fullerenos usados como
jaulas huecas para alojar fármacos que se liberan en forma controlada.
Los
nanotubos de carbono forman un material que resulta ser 100 veces más
fuerte que el acero y seis veces más ligero. Hay estudios que pretenden
utilizar estos materiales en aviones, automóviles y otros medios
de locomoción, pues supondría una pérdida de peso
y un aumento de su resistencia mecánica.
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En este trabajo presentamos un modo de construir modelos moleculares de fullerenos y nanotubos utilizando la técnica Papiroflexia Modular. Esta técnica está basada en la construcción de módulos o unidades (casi siempre iguales) de papel doblado que se pueden ensamblar en cuerpos geométricos.
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