Evaluación de distintos precursores orgánicos en la obtención de nanoestructuras de carbono

Abstract

Nanotechnology is a multidisciplinary field characterized by working with materials on a small scale, to understand the potential of this technology, it is key to know that the physical and chemical properties of matter change at the nanometric scale, for which it is essential to rely on different microscopic and spectroscopic techniques that allow a rigorous analysis of these properties [1]. Among the most interesting nanostructures are carbon nanostructures such as fullerenes, nanotubes, nanospheres, nanofibers, among others and that have revolutionized the science of materials due to their excellent properties, one of which is the aspect ratio determined by the size / surface dependence that makes these structures ideal contenders for a myriad of applications [2]. In this project, the synthesis of carbon nanomaterials was carried out from different aromatic organic precursors, the above using stainless steel as a catalyst in order to evaluate the dependence of the type of nanomaterial and its morphology respect to the number of rings of the precursor, varying synthesis time and temperature, through the chemical vapor deposition method. The nanomaterials obtained were subjected to Vickers microhardness tests, for which an epoxy resin was used in order to form composite tablets of the nanomaterial and can be subjected to the test using a Mitutoyo microhardness meter. An evaluation of its physical and chemical characteristics was also be carried out through Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Energy Dispersed Spectroscopy (EDS), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD). Transmission Electron Microscopy (TEM), Electronic Energy Loss Spectroscopy (EELS) and Raman spectroscopy.

La nanotecnología es un campo multidisciplinario que se caracteriza por trabajar con materiales en escala pequeña, para comprender el potencial de esta tecnología, es clave saber que las propiedades físicas y químicas de la materia cambian a escala nanométrica, para lo cual es indispensable apoyarse de distintas técnicas microscópicas y espectroscópicas que permiten realizar un análisis riguroso de dichas propiedades [1]. Entre las nanoestructuras más interesantes se encuentran las nanoestructuras de carbono tales como fullerenos, nanotubos, nanoesferas, nanofibras, entre otras y que han revolucionado la ciencia de los materiales debido a que poseen excelentes propiedades, una de ellas es la relación de aspecto determinada por la dependencia de tamaño/superficie que hacen de estas estructuras candidatos ideales para un sinfín de aplicaciones [2]. En el presente proyecto se realizó la síntesis de nanomateriales de carbono a partir de distintos precursores orgánicos aromáticos, lo anterior usando un acero inoxidable como catalizador con la finalidad de evaluar la dependencia del tipo de nanomaterial y su morfología respecto al número de anillos del precursor, variando tiempo y temperatura de síntesis, mediante el método de deposición química de vapor. Los nanomateriales obtenidos fueron sometidos a ensayos de microdureza Vickers para lo cual se utilizó una resina epóxica con la finalidad de formar pastillas compuestas del nanomaterial y puder ser sometido al ensayo mediante un microdurometro Mitutoyo. También se realizó una evaluación de sus características físicas y químicas a través de Microscopía Electrónica de Barrido de Emisión de Campo (FESEM), Espectroscopía de Energía Dispersa (EDS), Espectroscopia Infrarroja de Transformada de Fourier (FTIR), Difracción de Rayos X (XRD), Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), Espectroscopía electrónica de Perdidas de Energía (EELS) y espectroscopía Raman.