Por: Juan Manuel Liñán Barroso
Los nanotubos de carbono son materiales únicos en cuanto a estructura y propiedades y
ello les convierte en una importante materia prima para el desarrollo de gran número
de aplicaciones a las que pueden proporcionar características singulares.
Las aplicaciones identificadas mediante la búsqueda de información en bases de datos
especializadas y el análisis de la misma, son las siguientes:
Materiales. Los materiales nanorreforzados con nanotubos de carbono se consiguen
dispersando éstos en una matriz de otro material. Se obtienen así nuevos materiales con
interesantes propiedades mecánicas, eléctricas, electrorreológicas, hidrófobas, ignífugas,
ópticas, químicas y térmicas. Entre los materiales reforzados con nanotubos de carbono
destacan los de uso estructural, que aprovechan las propiedades mecánicas de los
nanotubos de carbono dando lugar a compuestos ligeros y con gran resistencia mecánica.
Sobre materiales tratan el 27% de las referencias científicas analizadas, el 24% de los
proyectos y el 42% de las patentes. Estos datos reflejan que esta tecnología despierta gran
interés científico y gran interés industrial. Existe un alto grado de solapamiento de esta
aplicación con otras; así, por ejemplo, para el desarrollo de algunos productos electrónicos
se usan materiales compuestos que contienen nanotubos de carbono, mientras que en otros
casos se utilizan nanotubos individuales y lo mismo ocurre en otras áreas. Se comercializan
ya accesorios deportivos elaborados con materiales compuestos que incorporan nanotubos
de carbono, como bates de béisbol, bicicletas, raquetas de tenis, raquetas de bádminton o
palos de jockey. El mercado de los materiales se presenta así como el más avanzado de
todas las aplicaciones potenciales de los nanotubos de carbono.
Electrónica. En el área de electrónica se han detectado numerosas aplicaciones para
los nanotubos de carbono: nanocircuitos (interconectores, diodos, transistores,
interruptores), emisores de campo (pantallas planas, lámparas, tubos luminiscentes,
tubos de rayos catódicos, litografía por haz de electrones, fuentes de rayos X,
amplificadores de microondas, tubos de descarga de gas en redes de
telecomunicaciones, microscopios electrónicos, nanotriodos, betatrones), filtros RF,
memorias, optoelectrónica, grabado y espintrónica. Destaca entre todas ellas la
emisión de campo y, en especial, las pantallas planas. Sobre electrónica tratan un 23%
de las referencias científicas analizadas, un 17% de los proyectos y un 49% de las
patentes. El volumen de patentes refleja que se trata de una tecnología con gran
interés industrial. También hay un importante interés científico por las aplicaciones
electrónicas, como refleja el número de referencias científicas y de proyectos que
tratan sobre ellas. Existen actualmente prototipos de memorias, lámparas de emisión de
campo, fuentes de rayos X, osciladores, diodos y pantallas de emisión de campo.
Sensores. Los nanotubos de carbono pueden ser empleados para el desarrollo de sensores
químicos/biológicos, mecánicos, térmicos, electromagnéticos y de emisión de campo. Los
que despiertan mayor interés son los biológicos y químicos por su potencial utilización en
la detección de sustancias contaminantes y para ser empleados en entornos biológicos. Los
documentos que tratan sobre sensores son un 18% del total de referencias científicas, un
7% de los proyectos y un 15,5% de las patentes. El volumen de resultados refleja que hay
un importante interés científico y un importante interés industrial sobre este tema. Existen
actualmente prototipos de sensores de metales pesados en agua y depuradores para fluidos.
Biotecnología y química. Hay un gran número de posibles aplicaciones
biotecnológicas y químicas para los nanotubos de carbono: adsorción y absorción,
catálisis, electrosíntesis y medicina. Destaca de manera especial la medicina donde los
nanotubos de carbono plantean una extraordinaria revolución en distintas facetas como
la administración de fármacos. El 13% de las referencias científicas tratan sobre
aplicaciones biotecnológicas y químicas, así como el 7% de los proyectos y el 10,2% de
las patentes. Estos datos reflejan que esta tecnología despierta un importante interés
científico e industrial. No se han detectado productos comerciales ni prototipos de
estas aplicaciones y no se prevé que aparezcan a corto plazo.
Energía. En el área de energía, múltiples tecnologías pueden beneficiarse de la
utilización de nanotubos de carbono, tanto para almacenamiento (de hidrógeno y otros
gases, supercondensadores), como para conversión (pilas de combustible, baterías de
ión litio, células solares). Destaca especialmente el interés que existe en la actualidad
por las pilas de combustible. El 10% de las referencias científicas analizadas tratan
sobre aplicaciones energéticas, así como el 7% de los proyectos y el 10,2% de las
patentes. El interés científico e industrial en estas tecnologías es importante. No se
han detectado productos comerciales ni prototipos sobre este tema.
Mecánica. Se han identificado en esta área la utilización de nanotubos de carbono
para el desarrollo de actuadores, amortiguadores, dispositivos para fluidos, tribología,
NEMS y MEMS. Destacan, en cuanto a número de resultados, los actuadores, algunos de
los cuales pueden formar parte de NEMS. Un 5% de las referencias científicas tratan
sobre aplicaciones mecánicas, el 5% de los proyectos y el 5,6% de las patentes. El
interés científico e industrial que se aprecia hacia estas tecnologías es moderado. No se
han detectado productos comerciales ni prototipos.
Instrumentación científica. Los nanotubos de carbono pueden utilizarse para la
fabricación de puntas de sonda de microscopios de sonda de barrido, así como para las
membranas de contadores coulter. Destacan por volumen de resultados los microscopios
de sonda de barrido y, dentro de ellos, los AFM (Atomic Force Microscope). El número
de documentos que tratan sobre la utilización de nanotubos de carbono en
instrumentación científica es reducido. Sólo lo hacen un 2% de las referencias
científicas, un 4% de los proyectos y un 5,1% de las patentes. Estos datos reflejan un
escaso interés científico y un interés industrial moderado. Se ha detectado un
prototipo de punta de sonda para AFM.
Fotónica. En el área de fotónica los nanotubos de carbono permitirán mejorar los
dispositivos ya existentes y, además, serán la base para la aparición de otros nuevos que
aumentarán la independencia de la fotónica respecto a la electrónica. Las principales
aplicaciones identificadas son filtros pasa alto para la luz, espejos absorbentes saturables
para bloqueadores de modo pasivos en emisores de pulsos láser, supresores de ruido e
interruptores. No hay proyectos que traten sobre este tema y sólo lo hacen un 2% de las
referencias científicas y un 1,6% de las patentes. Estos datos reflejan escaso interés
científico e industrial hacia esta tecnología. No se han detectado productos comerciales
ni prototipos sobre este tema.