Automatización del proceso de creación de nanotubos de carbono por el método de arco eléctrico

Abstract

Para producir nanotubos de carbono (NTC) en el Laboratorio Nacional de Nanotecnología (LANOTEC), con el método de descarga de arco voltaico, se utilizaba una máquina de soldar Miller tipo TIG, en la que se adaptaban dos electrodos de grafito. La chispa se producía al acercar los dos electrodos. En presencia de un gas inerte como el argón, se creaba el plasma. El plasma lograba que el grafito pasara a un estado de sublimación, adoptando nuevas formas, entre ellas las de tubos cilíndricos conocidos como nanotubos de carbono. El proceso se realizaba a mano, por lo que la distancia entre ánodo y cátodo no era constante durante todo el movimiento del electrodo a causa del desgaste del ánodo y la imprecisión del operador. Por esa razón se interrumpía el arco eléctrico y el plasma. El problema era que al obtener una primera muestra, no se podía comparar directamente con otra recolectada en una segunda fase, porque no se llevaron acabo de la misma manera. Además si el arco eléctrico hubiera sido constante durante todo el recorrido, aumentaría la cantidad de nanotubos obtenidos, optimizando el rendimiento de la producción. Para conseguir muestras constantes cada vez que se realizara la producción, se adecuaron tres motores distribuidos de la siguiente forma: un motor a pasos para girar el cátodo sobre su propio eje, un servomotor AC que acercara o alejara el ánodo conforme este se estuviera desgastando y por último otro servomotor AC que moviera el ánodo desde el centro del cátodo hacia fuera.