Tecnociencia_Deporte_Sociedad_Vol3

Tecnociencia, Deporte y Sociedad: ¿victorias de laboratorio? | 41
Nanotubos de carbono y grafeno: un caso conspicuo
de versatilidad en materiales
Es claro que el impacto más pronunciado de la nanotecnología
y la nanociencia en el mundo de los deportes está
relacionado con la síntesis y fabricación en escala industrial
de nuevos materiales con propiedades específicas, tanto
mecánicas como de dispersión y transporte de energía.
Desde el punto de vista de ciencias de materiales, los nanotubos
de carbono (NTC) están entre los materiales más
versátiles y poseen un potencial inmenso de aplicaciones
que incluyen electrónica, transporte y almacenamiento de
carga y energía, partes biomecánicas y equipos deportivos.
En lugar de pasearse por una larga lista de nuevos materiales,
puede ser más instructivo examinar en detalle el caso
de los NTC como ejemplo paradigmático de nanomaterial.
Los NTC son cilindros sin costura de una o más capas de
grafeno, un material que se ensambla en hojas de átomos
de carbono y que tiene propiedades físicas extraordinarias.
Dependiendo del número de hojas que conforman los cilindros,
los NTC se denominan de pared simple (NTCSW), o
de pared múltiple (NTCMW), y pueden tener los extremos
abiertos o cerrados.
Un NTC perfecto tiene todos los carbonos enlazados en una
red hexagonal, excepto en sus extremos, mientras que los
NTC producidos en masa presentan defectos en la red, la cual
incluye, además de estructuras hexagonales, pentágonos,
heptágonos y otras imperfecciones en las paredes laterales
que generalmente degradan las propiedades deseadas.
Los diámetros de NTCSW y NTCMW son típicamente entre
0,8 a 2 nm y 5 a 20 nm, respectivamente, aunque el diámetro
de NTCMW puede exceder 100 nm. Las longitudes de
los NTC van desde menos de 100 nm hasta varios centímetros,
es decir, cubren todo el abanico desde escalas moleculares
hasta macroscópicas.
Las propiedades mecánicas y de transporte de los NTC
comparadas con materiales convencionales son verdaderamente
notables. Si se tiene en cuenta la sección transversal
de un NTC, la resistencia elástica es unas diez veces
mayor que la de cualquier fibra industrial.
Los NTCMW son generalmente metálicos, capaces de transportar
corrientes similares o mayores a las transportadas
por cobre y su conductividad térmica puede ser superior a
la del diamante. Los NTCSW son metálicos o semiconductores
dependiendo de la geometría y estructura electrónica
específicas.
La expansión de la investigación en NTC al comienzo de
los años 90 fue precedida en los 80 por la primera síntesis
industrial de NTCMW, aunque existen registros documentados
sobre nanofibras de carbono desde los años 50.
La actividad comercial relacionada con NTC ha
crecido exponencialmente durante la última
década. Para dar una medida de este crecimiento,
vale la pena destacar que desde 2006 la capacidad
mundial de producción de NTC se ha incrementado
por factor de 10.
Por solamente tener una idea de la velocidad vertiginosa
con la cual avanza el desarrollo de nuevos materiales, conviene
examinar un caso específico reciente. Han transcurrido
unos diez años desde que el fabricante francés de raquetas
Babolat se unió a la lista de compañías que usaban
nanotecnología en sus productos al fabricar la primera
raqueta que incorporaba NTC. La propaganda de la compañía
en ese entonces presentó su producto, basado en un
material compuesto con una proporción muy pequeña de
NTC, ofreciendo las siguientes ventajas comparativas derivadas
del uso de un material que se promocionaba como
100 veces más rígido y seis veces más ligero que el acero:
• Cinco veces más rígido que las raquetas de carbono
• Organización molecular similar a la del diamante que
hace de éste el material ideal para usarlo en la fabricación
de mangos de raqueta
• Altas propiedades de direccionamiento
• Aumento en la prestación y rendimiento de la raqueta
• Más potencia y sensación de control en tiempo real
Diez años más tarde, una compañía rival, Heads, anuncia
las nuevas raquetas de grafeno usadas por Novak Djokovic
y Maria Sharapova, con argumentos similares a los em-