Nanotubos de carbono para sierras ultradelgadas

En muchos casos, no es posible aserrar un bloque de material sin desperdiciar en forma de polvo algo de material. Ese porcentaje que se pierde durante el aserrado, puede representar, a escala industrial, una pérdida económica nada desdeñable si, por ejemplo, el “polvo” viene de la fabricación de obleas en las industrias fotovoltaica y de semiconductores, donde la pérdida anual de una cantidad considerable de silicio, desprendido en forma de “polvo” o “limaduras” durante la operación de aserrado tan típica de muchos procesos de fabricación, ha sido aceptada como un mal inevitable.
Pero ahora unos científicos del Instituto Fraunhofer para la Mecánica de Materiales (IWM) en Friburgo, Alemania, junto con colegas de la CSIRO (por las siglas del inglés "Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation") de Australia, han desarrollado un hilo de cortar que está diseñado para lograr grandes reducciones en la pérdida de silicio desprendido en forma de polvo: En lugar de los hilos de acero impregnados de diamante, los investigadores utilizan hilos ultradelgados pero muy estables hechos de nanotubos de carbono recubiertos con diamante.

El potencial de los nanotubos de carbono recubiertos de diamante se conoce desde hace mucho tiempo. Sin embargo, el nuevo material es extremadamente difícil de sintetizar. Los diamantes solo se forman en ambientes con condiciones extremas, que incluyen temperaturas de cerca de 900 grados centígrados en una atmósfera que contenga hidrocarburos.
Lograr que se formen diamantes sobre nanotubos es un reto difícil porque el carbono tiende a formar grafito. Para catalizar la formación de la fase de diamante, es necesario usar hidrogeno reactivo a fin de impedir la deposición de grafito. Sin embargo, este proceso también daña los nanotubos de carbono.
El equipo de Manuel Mee, del IWM, ha encontrado una solución para proteger a los finos nanotubos de carbono, los cuales crecen, sobre un substrato, en conjuntos que recuerdan a bosques: Durante sus primeros experimentos, algo de sílice fundida de la cámara de reacción acabó de modo accidental en el substrato, y lo protegió contra el agresivo hidrógeno. Para sorpresa de los científicos, se formaron diamantes en esta capa.
Lo que siguió fue un meticuloso trabajo por parte de Mee y sus colegas encaminado a estudiar la capa de óxido de silicio, la cual fue depositada de un modo indefinido, y a encontrar un método de controlar la deposición y de optimizar el proceso.
Finalmente, las pruebas realizadas bajo un microscopio electrónico de transmisión (TEM) en un laboratorio de la CSIRO en Australia han permitido conocer a fondo los puntos principales del proceso y han revelado que los nanotubos lograron perdurar bajo la capa protectora.
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