Estudiante de la UAZ diseña nanotubos de carbono

En la Unidad Académica de Física de la Universidad Autónoma de Zacatecas (UAF-UAZ), el estudiante de séptimo semestre Francisco Javier Sánchez Blanco trabaja en el diseño, simulación y síntesis de nanotubos de carbono (CNT). Esta primera etapa de su investigación recientemente obtuvo el primer lugar en el área de ingeniería e industria en el Encuentro Estatal de Jóvenes Investigadores 2016, efectuado en Fresnillo, Zacatecas.

El proyecto inició en junio de 2016, durante una estancia de investigación financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) en el Verano de la Ciencia, en la Región Centro del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (Ipicyt), con asesoría de los doctores en física Florentino López Urías —asesor teórico— y Emilio Muñoz Sandoval —asesor experimental—, de la División de Materiales Avanzados del Ipicyt.

Francisco Sánchez Blanco informó que la primera etapa del proyecto, correspondiente a síntesis y caracterización por microscopía electrónica, ya fue concluida. Actualmente los investigadores continúan con el proyecto con el propósito de analizar más a fondo estos nanotubos, añadir alguna molécula para analizar su comportamiento biológico o analizar sus propiedades electrónicas para determinar su aplicación.

“En la fase teórica —con el doctor Florentino López—, trabajé realizando cálculos de primeros principios. El diseño de CNT por medio de un software llamado GDIS y la simulación con otro software llamado SIESTA. El GDIS nos otorga la estructura del nanotubo de carbono y las coordenadas exactas de cada átomo; mientras que con el SIESTA llevamos a cabo los cálculos de primeros principios en donde observamos las estructuras electrónicas del nanotubo, ya que varía dependiendo de su quiralidad —terminación química—, con esto obtuvimos la información de densidad de estados y diagrama de bandas”, indicó el estudiante.

Francisco Sánchez expuso que por medio de este método, los investigadores averiguaron las propiedades electrónicas del nanotubo, si es conductor o semiconductor. Esto para saber cuáles serán sus aplicaciones —para usos de conductividad o posibles aplicaciones biológicas.

“Existen tres tipos de nanotubos de carbono, según sus quiralidades: los arm-chair, que presentan propiedades metálicas; los de zigzag, que presentan propiedades semiconductoras o semimetálicas; y los quirales, que varían sus propiedades, de acuerdo con su terminación estos pueden ser metálicos o semiconductores. Durante esta estancia de investigación, trabajé con los dos primeros”, especificó.

Nitrógeno y biocompatibilidad

Francisco Sánchez Blanco expuso que los nanotubos de carbono pueden tener diversas propiedades, según el material con que se dopen. En este caso, los nanotubos fueron dopados con nitrógeno (N), con el uso de bencilamina (C₇H₉N), los cuales es muy probable que presenten la propiedad de biocompatibilidad, pues no generarían alteraciones en los tejidos de los seres vivos.

“En la parte experimental —con el doctor Emilio Muñoz Sandoval—, fabricamos nanotubos dopados con nitrógeno, usamos todo el equipo de seguridad apropiado. Esta síntesis fue mi primera experimentación con nanotubos de carbono; otros tipos de nanotubos puede que sean no biocompatibles”.

Francisco Sánchez informó que el paso siguiente de este proyecto será a principios de 2017, en donde indagará en la caracterización de los nanotubos de carbono.

“También analizaremos las propiedades electrónicas, para saber si tienen algún comportamiento de capacitancia o conductividad. En los próximos meses continuaremos con este proyecto, la idea es que mi tesis de investigación para obtener el título de licenciado en física contenga todos estos resultados. Me siento muy agradecido con mis asesores, con Conacyt y con Ipicyt por esta oportunidad de colaboración”, concluyó.

Fuente: CONACYT.