Nanopulpos de carbono

Descriptores

  1. Principales | Nanopulpos de carbono, Pulpos de carbono, OCNS, Octopus-like carbon nanostructures, Carbon octopus, Carbon octopi, Nano-octopus
  2. Combinados | Nanotubos de carbono, Nanotubos de carbono de pared simple, Nanotubos de carbono de pared múltiple, SWCNT, MWCNT, CNT, Carbon black, Nucleation, Growth, Catalyst, Carbon nanotubes

Imágenes

Fig.1. Nanopulpos de carbono con brazos de nanotubos de carbono de pared múltiple MWCNT Multiple Wall Carbon Nanotubes. Obsérvese que los nanopulpos pueden tener múltiples patas, pudiendo tener apariencia de fibras. Pueden crecer en los extremos de otros nanotubos de carbono, adquiriendo una apariencia de hilos o fibra deshilachada. (Dasgupta, K.; Joshi, J.B.; Paul, B.; Sen, D.; Banerjee, S. 2013)


Fig.2. En el cuadro a) se observa el crecimiento de una pierna del nanopulpo de carbono, a partir de un catalizador (más oscuro) que actúa como base para su desarrollo. Esta base puede tomar varias formas, entre ellas un esferoide o el extremo de otro nanotubo de carbono de pared simple o múltiple, inclusive una nanofibra de carbono. En el cuadro c) se observa que el material de carbono puede convertirse en nanofibras, que derivan en estos nanopulpos. (Dasgupta, K.; Joshi, J.B.; Paul, B.; Sen, D.; Banerjee, S. 2013)

Fig.3. Nanopulpos de carbono. Obsérvese en color más brillante los catalizadores a partir de los cuales se desarrollan los brazos del pulpo. Cabe señalar que sus brazos pueden llegar a unirse en presencia de estas partículas catalizadoras. (Dasgupta, K.; Joshi, J.B.; Paul, B.; Sen, D.; Banerjee, S. 2013)

Fig.4. En el cuadro a) se observan las nanofibras de carbono relativamente largas con varios micrómetros de longitud generadas a partir de una sola partícula de níquel. En el cuadro b) se observa el mecanismo de crecimiento de base en el que las nanofibras de carbono se nuclearon preferentemente a partir de caras específicas en una partícula de níquel. (Pham-Huu, C.; Vieira, R.; Louis, B.; Carvalho, A.; Amadou, J.; Dintzer, T.; Ledoux, M.J. 2006)

Fig.5.  Imágenes SEM del proceso de crecimiento en los cuadros a-e. Para acelerar el proceso (y evitar que tarde días en desarrollarse a temperatura ambiente), se aplicó calor (680ºC), obteniendo el crecimiento completo transcurridos 10 minutos. En el cuadro a) se observan las partículas de níquel (con forma esferoide) que sirven de catalizador para el crecimiento de las extremidades del pulpo. En el cuadro b) se observan los brazos en crecimiento, más delgados. En el cuadro c) se aprecian brazos más gruesos y largos. El cuadro d) muestra al pulpo con varios brazos, en función de la geometría de carbono que recubre el catalizador de níquel. El cuadro e) muestra el pulpo de carbono ya desarrollado. (Pham-Huu, C.; Vieira, R.; Louis, B.; Carvalho, A.; Amadou, J.; Dintzer, T.; Ledoux, M.J. 2006)

Fig.6. Partícula de níquel adherida a un nanotubo de carbono. Obsérvese cómo se desarrollan las primeras fibras que configurarán las extremidades del pulpo en el cuadro a). En los cuadros b) y c) se observa cómo una capa de carbono o grafeno 2D cubre la partícula de níquel, lo que resulta suficiente para desencadenar el proceso de nucleación. Los brazos del pulpo crecerán conforme a la geometría de las facetas del catalizador de níquel. (Pham-Huu, C.; Vieira, R.; Louis, B.; Carvalho, A.; Amadou, J.; Dintzer, T.; Ledoux, M.J. 2006)

Fig.7. Crecimiento de los pulpos de carbono, también denominados OCNS (octopus-like carbon nanostructures). El catalizador utilizado fue silicio y dióxido de silicio en diversas pruebas. Esto demuestra que pueden emplearse diversos metales como catalizadores. (Asif, M.; Rashad, M.; Vullum-Bruer, F.; Li, J.; You, X.; Khan, A.S.; Tan, Y. 2017)

Fig.8. Obsérvense las extremidades del pulpo de carbono como filamentos alargados y sus variantes en los cuadros a-d. Los catalizadores presentan morfología esferoide y color gris oscuro, debido a una mayor densidad. En las selecciones del cuadro d) se emplean nanopartículas de cobre que también se adhieren a las extremidades del pulpo para contribuir a la nucleación y crecimiento. (Asif, M.; Rashad, M.; Vullum-Bruer, F.; Li, J.; You, X.; Khan, A.S.; Tan, Y. 2017)

Fig.9. Conforme al material particulado pulverizado, se puede controlar el espesor de los pulpos de carbono. (Asif, M.; Rashad, M.; Vullum-Bruer, F.; Li, J.; You, X.; Khan, A.S.; Tan, Y. 2017)

Fig.10. Un gran diámetro en las extremidades del pulpo, puede dar como resultado formas de flor. (Asif, M.; Rashad, M.; Vullum-Bruer, F.; Li, J.; You, X.; Khan, A.S.; Tan, Y. 2017) 

Fig.11. Esquema del proceso de nucleación de los nanopulpos de carbono, con distintos catalizadores de silicio, cobre y níquel. Obsérvese cómo el crecimiento de algunos nanopulpos de carbono desplazan el catalizador esferoide, cuadro d). (Saavedra, M.S.; Sims, G.D.; McCartney, L.N.; Stolojan, V.; Anguita, J.V.; Tan, Y.Y.; Silva, S.R.P. 2012)

Fig.12. Extremidades de pulpos de carbono, en donde se destaca una considerable policristalinidad. El catalizador utilizado estaba compuesto por una aleación de cobre, níquel y aluminio. (Pradhan, D.; Sharon, M.; Kumar, M.; Ando, Y. 2003)

Fig.13. Proceso de crecimiento de los pulpos de carbono en sus fases iniciales a partir de partículas catalíticas de una aleación de cobre y níquel. (Zhao, T.; Kvande, I.; Yu, Y.; Ronning, M.; Holmen, A.; Chen, D. 2011)

Fig.14. Los filamentos de carbono pueden romper estructuras de tubos de carbono, como se puede apreciar en el cuadro b), incluso en los extremos de los nanotubos de carbono, véase cuadro c) lo que ofrece un aspecto de hebras deshilachadas. Obsérvese que este fenómeno es debido a la presencia de catalizadores, de los que crecen los brazos del pulpo, véase imagen d). (Jeong, N.; Lee, J. 2008)

Bibliografía

  1. Asif, M.; Rashad, M.; Vullum-Bruer, F.; Li, J.; You, X.; Khan, A.S.; Tan, Y. (2017). Síntesis fácil de nuevas nanoestructuras de carbono similares al pulpo mediante deposición química de vapor = Facile synthesis of novel octopus-like carbon nanostructures by chemical vapor deposition. Diamond and Related Materials, 74, pp. 145-153. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2017.03.004
  2. Dasgupta, K.; Joshi, J.B.; Paul, B.; Sen, D.; Banerjee, S. (2013). Crecimiento de estructuras similares a pulpos de carbón a partir de negro de carbón en un lecho fluidizado = Growth of carbon octopus-like structures from carbon black in a fluidized bed. Materials Express, 3(1), pp. 51-60. https://doi.org/10.1166/mex.2013.1093
  3. Jeong, N.; Lee, J. (2008). Crecimiento de carbono filamentoso por descomposición de etanol en espuma de níquel: influencia de las condiciones de síntesis y nanopartículas catalíticas sobre el rendimiento y el mecanismo de crecimiento = Growth of filamentous carbon by decomposition of ethanol on nickel foam: influence of synthesis conditions and catalytic nanoparticles on growth yield and mechanism. Journal of Catalysis, 260(2), pp. 217-226. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2008.10.006
  4. Pham-Huu, C.; Vieira, R.; Louis, B.; Carvalho, A.; Amadou, J.; Dintzer, T.; Ledoux, M.J. (2006). About the octopus-like growth mechanism of carbon nanofibers over graphite supported nickel catalyst. Journal of Catalysis, 240(2), pp. 194-202. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2006.03.017
  5. Pradhan, D.; Sharon, M.; Kumar, M.; Ando, Y. (2003). Nano-pulpo: una nueva forma de nanofibra de carbono ramificada = Nano-octopus: a new form of branching carbon nanofiber. Journal of Nanoscience and nanotechnology, 3(3), pp. 215-217. https://doi.org/10.1166/jnn.2003.176
  6. Saavedra, M.S.; Sims, G.D.; McCartney, L.N.; Stolojan, V.; Anguita, J.V.; Tan, Y.Y.; Silva, S.R.P. (2012). Catalizando la producción de nanoestructuras de pulpos de carbono de múltiples brazos = Catalysing the production of multiple arm carbon octopi nanostructures. Carbon, 50(6), pp. 2141-2146. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2012.01.020
  7. Zhao, T.; Kvande, I.; Yu, Y.; Ronning, M.; Holmen, A.; Chen, D. (2011). Síntesis de nanofibras de carbono plaquetarias / compuesto de fieltro de carbono en nanopartículas de Ni-Cu generadas in situ = Synthesis of Platelet Carbon Nanofiber/Carbon Felt Composite on in Situ Generated Ni−Cu Nanoparticles. The Journal of Physical Chemistry C, 115(4), pp. 1123-1133. https://doi.org/10.1021/jp106320u

C0r0n@2Inspect

  1. C0r0n@2Inspect. (2021-10-06). Identificación de patrones en vacunas de c0r0n@v|rus: nanopulpos y nanotubos de carbono-grafeno. https://corona2inspect.blogspot.com/2021/10/identificacion-patrones-vacunas-coronavirus-nanopulpos-nanotubos-carbono-grafeno.html
  2. C0r0n@2Inspect. (2021-10-14). Nanopulpos de carbono o forma de vida sintética. https://corona2inspect.blogspot.com/2021/10/nanopulpos-de-carbono-o-forma-de-vida.html

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