Aplicación tecnológica de la deformación de los cuerpos en sus tres fases notables: elástica, plástica y de ruptura.
Nanotubos de Carbono En química, En química, se se denominan nanotubos a estructuras tubulares (cilíndricas), cuyo diámetro es del tamaño del nanómetro. del nanómetro. Existen nanotubos de muchos materiales, tales como silicio como silicio o nitruro de boro pero, boro pero, generalmente, el término se aplica a los nanotubos de carbono. de carbono. Los nanotubos tienen propiedades inusuales, que son valiosas para la nanotecnología, Dependiendo del grado de enrollamiento, y la manera como se conforma la lámina original, el resultado puede llevar a nanotubos de distinto diámetro y geometría interna. Estos están conformados como si los extremos de un folio se uniesen por sus extremos formando el susodicho tubo, se denominan nanotubos monocapa o de pared simple. Existen, también, nanotubos cuya estructura se asemeja a la de una serie de tubos concéntricos, incluidos unos dentro de otros, a modo de muñecas matrioskas , lógicamente, de diámetros crecientes desde el centro a la periferia. Estos son los nanotubos multicapa. Se conocen derivados en los que el tubo está cerrado por media esfera de fulereno, de fulereno, y y otros que no están cerrados. Están siendo estudiados activamente, como los fulerenos, por su interés fundamental para la química la química y por sus aplicaciones tecnológicas. aplicaciones tecnológicas. Es, por ejemplo, el primer material conocido por la humanidad capaz, en teoría, de sustentar indefinidamente su propio peso suspendido sobre nuestro planeta. Teóricamente permitiría construir un ascensor un ascensor espacial, debido a que para ello se necesita un material con una fuerza una fuerza tensil de 100 GPa 100 GPa y se calcula que los nanotubos de carbono tienen una fuerza tensil de 200 GPa
Propiedades mecánicas Si las propiedades eléctricas son, de por sí, sorprendentes, las propiedades mecánicas pueden llegar a serlo aún más. La estabilidad y robustez de los enlaces entre los átomos de carbono, del tipo sp2, les proporciona la capacidad de ser la fibra más resistente que se puede fabricar hoy día. Por otro lado, frente a esfuerzos de deformación muy intensos son capaces de deformarse notablemente y de mantenerse en un régimen elástico. El módulo de Young de los nanotubos podría llegar a oscilar entre 1,3 y 1,8 tera pascales, si bien hasta la fecha sólo se han podido obtener experimentalmente hasta los 0,8 TPa. Además, estas propiedades mecánicas podrían mejorarse: por ejemplo en los SWNTs (Single Walled NanoTubes o Nanotubos de pared simple), uniendo varios nanotubos en haces o cuerdas. De esta forma, aunque se rompiese un nanotubo, como se comportan como unidades independientes, la fractura no se propagaría a los otros colindantes. En otros términos, los nanotubos pueden funcionar como resortes extremadamente firmes ante pequeños esfuerzos y, frente a cargas mayores, pueden deformarse drásticamente y volver posteriormente a su forma original. Diversos estudios han tratado de medir las propiedades mecánicas y la tensión máxima soportada por un nanotubo, con resultados heterogéneos, si bien se podría asumir a modo orientativo que la tensión máxima podría rondar los 150 GPa. Este dato implica que un cable de 1 cm² de grosor formado por nanotubos podría aguantar un peso de unas 1.500 toneladas. Por comparación, un cable equivalente del mejor acero conocido puede soportar 20 toneladas. No obstante, no todos los estudios han mostrado unos valores tan optimistas: en general es comúnmente aceptada la afirmación de que los nanotubos son 100 veces más resistentes que el acero, y 6 veces más ligeros, aunque se trate de un material poco conocido, estos valores podrían variar. Nanotubos en medicina Nanomedicina Huesos "Según los resultados de una investigación llevada a cabo por un equipo de científicos de la Universidad de California, su carácter orgánico, fuerza, flexibilidad y poco peso de nanotubos de carbón hace que podrían servir como andamios capaces de soportar a los huesos y ayudar a víctimas de osteoporosis y huesos rotos. Los científicos describen su descubrimiento en un artículo publicado por la revista Chemistry of Materials de la American Chemical Society. Los resultados podrían suponer mayor flexibilidad y fuerza de huesos artificiales y prótesis, además de avances en el tratamiento de la enfermedad osteoporosis. Según el director de la revista, la investigación es importante porque indica un posible camino para la aplicación de nanotubos de carbón en el tratamiento médico de huesos rotos. Actualmente, las estructuras de hueso artificial se fabrican utilizando una gran variedad de materiales, tales como polímeros o fibras de péptido, pero tienen la desventaja de carecer de fuerza y el riesgo de ser rechazados por el cuerpo humano. Sin embargo, los nanotubos de carbón son excepcionalmente fuertes, y existe menos posibilidad de rechazo por su carácter orgánico. El tejido óseo es un compuesto natural de fibras de colágeno y hidroxiapatita cristalina, un mineral basado en fosfato de calcio. Los investigadores han demostrado que los nanotubos de carbón pueden imitar la función de colágeno y actuar como un andamio para inducir el crecimiento de cristales de hidroxiapatita. Al tratar los nanotubos químicamente, es posible atraer iones de calcio lo que fomenta el proceso de cristalización y mejora la biocompatibilidad de los nanotubos al aumentar su hidrosolubilidad."
