Los científicos mejoran las propiedades de los nanotubos con un sencillo método de dopaje

Ahora es posible controlar el dopaje de los nanotubos de carbono, según investigadores de la Universidad de Yale. Este sencillo proceso optimiza las propiedades de los tubos para obtener resultados y se dice que es lo bastante eficaz como para mejorar la utilidad del carbono dopado en diversas nanotecnologías y un electrón flexible, incluidas las células energéticas híbridas de silicio.

El estudio dirigido por Andre Taylor y Nilay Hazari, ambos de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas y del departamento de Química de Yale, respectivamente, desarrolló una técnica, los metalocenos, un método que utiliza compuestos orgánicos con un núcleo metálico para producir dos tipos posibles de carbono dopado.

Se colocan cantidades mínimas de metalocenos en líquido sobre CNT que luego se hacen girar a gran velocidad, lo que provocará que el líquido se extienda uniformemente por la superficie de los CNT y el resultado serán altos niveles de dopaje que pueden mejorar el valor eléctrico. Los investigadores que utilizaron este método descubrieron que el dopaje con metalocenos deficientes en electrones, especialmente los que tienen núcleo de cobalto, se transforma en CNT con agujeros de electrones cargados positivamente adicionales en comparación con los electrones cargados negativamente presentes para llenar los agujeros. Debido a su carga positiva, se denominan de tipo p. En cambio, si se dopan con metalocenos ricos en electrones, especialmente los que tienen núcleo de vanadio, el resultado final son CNT cargados negativamente, también conocidos como de tipo n, ya que tienen menos huecos que electrones.

Se trata de la primera familia de moléculas que ha demostrado producir tanto dopaje de tipo n como de tipo p. Los investigadores, entre los que también se encontraban los doctorandos Louise Guard y Xiaokai, demostraron que alterando la coordenada del metal del metalocereno se podía hacer que los nanotubos de carbono fueran de variedad n y de variedad p a voluntad, o incluso pasar de una a otra.

Estos hallazgos son sustanciales y, aunque el dopaje de la variedad p es bastante popular y se produce de forma natural cuando los CNT entran en contacto con el aire, las técnicas anteriores de dopaje de la variedad n creaban niveles de dopaje bajos que no podían utilizarse correctamente en los dispositivos. Por ello, el equipo de Yale creó células de silicio CNT de forma n más de cuatrocientos cincuenta más eficientes que las células solares más eficaces de este tipo.

Si la proporción de dopaje es mayor, el transporte de electrones, la movilidad y, por supuesto, los dispositivos funcionan mejor. Así pues, estos descubrimientos nos acercan al menos un paso más al objetivo de mejorar la eficiencia de las células solares híbridas, por lo que sólo nos queda esperar a lo que nos depare el futuro.