Los nanomateriales de carbono han favorecido el desarrollo de numerosas tecnologías y componentes, como componentes electrónicos y compuestos funcionales. La aplicación de técnicas de síntesis de estos nanomateriales baratas y sencillas asegurará el liderazgo de la Unión Europea en un gran mercado global.

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Habitualmente, diferentes materiales como los nanotubos de carbono, las nanofibras y el grafeno son producidos a altísimas temperaturas a partir de hidrocarburos o de grafito. Los socios de un novedoso proyecto financiado por la Unión Europea «Unique nanocarbons from critically opalescente solutions» (UNCOS) están desarrollando un método de síntesis empleando dióxido de carbono (CO2) a temperatura ambiente. El método consiste en la formación de nanopartículas de carbono por la disociación de CO2 en fase de opalescencia crítica. Los investigadores también están estudiando la producción de grafeno por medio del procesamiento en condiciones supercríticas de CO2 de un monolito carbonizado obtenido a partir de un copolímero. Durante la primera parte del proyecto, el trabajo se centró en la caracterización a lo largo del tiempo de la estabilidad del CO2 durante la fase de opalescencia crítica. El equipo demostró que la duración de la opalescencia podía mantenerse durante más de veinticuatro horas en un reactor cargado con un volumen de diez mililitros de CO2. Los investigadores también demostraron la capacidad para incorporar al sistema catalizadores potenciales y para mezclar las materias primas, cambiando temporalmente las condiciones críticas pero restableciendo rápidamente la fase de opalescencia crítica. Posteriormente, los investigadores se propusieron llevar a cabo una disociación reproducible del CO2 en fase de opalescencia crítica modificando diferentes parámetros con el objetivo de controlar el rendimiento y las propiedades fisicoquímicas de los nanomateriales de carbono producidos. Estos lograron realizar la disociación del CO2 crítico para producir nanopartículas de carbono esféricas sin emplear un catalizador. Actualmente el equipo está centrado en aumentar la reproducibilidad en aras de controlar el rendimiento y la síntesis a gran escala. Además, se está valorando el empleo de CO2 supercrítico para producir láminas de grafeno. La estrecha colaboración con diferentes socios y agentes externos al proyecto, incluyendo productores de nanomateriales de carbono y proveedores de la tecnología existente, está ayudando a asegurar que se lleve a cabo la prueba y la caracterización del prototipo teniendo en cuenta las potenciales aplicaciones de los resultados. El trabajo ya ha motivado a la publicación de cuatro artículos en revistas científicas con revisión por pares. El mercado de los nanomateriales de carbono es enorme. El desarrollo de un método de síntesis barato y relativamente sencillo tendrá beneficios sin parangón para la industria y la economía de la Unión Europea.

Palabras clave

Carbono, nanomateriales, técnicas de síntesis, opalescencia crítica, CO2 supercrítico