Efecto de la luz UV en nanotubos de carbono multicapa comerciales

Abstract

Junto con la síntesis de nanotubos de carbono, que hoy en día se utilizan para numerosas aplicaciones debido a sus propiedades que los hacen especiales (alta conductividad eléctrica, resistencia térmica y mecanica, etc), se producen nanopartículas de metales de distinta naturaleza, provenientes de los catalizadores metálicos que se utilizan para sintetizarlos y productos secundarios como por ejemplo, carbono amorfo. Con el fin de investigar el rol de estos residuos secundarios en los procesos fotoquímicos que ocurren luego de irradiar las muestra de nanotubos comerciales con luz UV (350-355 nm), se determinó la generación de especies reactivas del oxígeno y se observaron variaciones en la morfología de los nanomateriales pristinos. Para ello, se utilizaron técnicas como HRTEM, XPS, Raman,TGA, Espectroscopia de resonancia paramagnetica y de absorción de transcientes. Los resultados indican que la fotólisis de los nanotubos con luz UV conlleva a la oxidación superficial de los nanotubos, en los lugares donde hay mayores defectos superficiales como grupos funcionales de carbono oxidado. La pérdida de las capas más oxidadas causan que el nanotubo adquiera una naturaleza más grafítica. Tanto los residuos metálicos, el carbono amorfo con alto contenido en oxígeno y los defectos superficiales de carbono oxidado del nanotubo, juegan un rol muy importante en la generación de estados con separación de cargas fotoinducidas dentro del nanotubo. Los resultados indican que la excitación a 350 nm de los nanotubos comerciales conduce a la formación de un excitón, seguido de una transferencia del hueco a los óxidos metálicos , quedando el electrón en el nanotubo. El mecanismo que se plantea explica la ruptura de los NTC en las zonas de los defectos, dejando expuestas las paredes internas menos oxidadas (NTC mas grafíticos), la eliminación de estructuras de tipo oxido de grafeno con dimensiones nanoscópicas y la oxidación de los residuos metálicos. Al presente se investiga la capacidad oxidante de los residuos de grafeno.