ES2219648T3 - Asociaciones macroscopicas tridimensionales de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria y materiales compuestos que las contienen. - Google Patents

Asociaciones macroscopicas tridimensionales de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria y materiales compuestos que las contienen.

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ES2219648T3
ES2219648T3 ES94917909T ES94917909T ES2219648T3 ES 2219648 T3 ES2219648 T3 ES 2219648T3 ES 94917909 T ES94917909 T ES 94917909T ES 94917909 T ES94917909 T ES 94917909T ES 2219648 T3 ES2219648 T3 ES 2219648T3
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Robert W. Hausslein
Nicholas Leventis
David Moy
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Abstract

SE HA DEMOSTRADO AHORA QUE LOS ENSAMBLAJES ALTAMENTE VENTAJOSOS TRIDIMENSIONALES MACROSCOPICOS DE FIBRILOS DE CARBONO ORIENTADOS ALEATORIAMENTE PUEDEN PREPARARSE DE MANERA QUE TENGAN PROPIEDADES FISICAS RELATIVAMENTE UNIFORMES A LO LARGO DE UNA, O PREFERIBLMENTE DOS Y MAS DESEABLEMENTE EJES TRIDIMENSIONALES DE ENSAMBLAJES TRIDIMENSIONALES. LAS COMPOSICIONES PREFERIDAS PREPARADAS DE ACUERDO CON LOS METODOS DE LA INVENCION TIENEN PROPIEDADES FISICAS UNIFORMES A LO LARGO DE AL MENOS UN EJE DIMENSIONAL, Y TIENEN PROPIEDADES FISICAS RELATIVAMENTE ISOTROPICAS EN AL MENOS UN PLANO DEL ENSAMBLAJE Y, MAS DESEABLEMENTE, SON ISOTROPICAS EN LA TOTALIDAD DE LA ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL.

Description

Asociaciones macroscópicas tridimensionales de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria y materiales compuestos que las contienen.
Campo de la invención
La invención se refiere en general a asociaciones de fibrilas de carbono. Más concretamente, la invención se refiere a asociaciones macroscópicas, tridimensionales, de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria que tienen una densidad aparente de 0,001 a 0,50 g/cm^{3} y a procedimientos para preparar dichas asociaciones. Incluso más concretamente, la invención se refiere a tales asociaciones para utilizarse como soportes de catalizadores, electrodos, medios cromatográficos, y a estructuras compuestas que comprenden la asociación y un segundo material contenido dentro de la asociación.
Antecedentes de la invención
Las fibrilas de carbono son depósitos de carbono vermicular que tienen diámetros menores de 500 nanómetros. Existen en una variedad de formas y han sido preparadas por medio de la descomposición catalítica de varios gases que contienen carbono en superficies metálicas.
Tennent en US 5.663.230 describe fibrilas de carbono que están libres de un recubrimiento de carbono térmico continuo y tienen múltiples capas grafíticas exteriores que son sustancialmente paralelas al eje de la fibrila. Como tales, se puede caracterizar como teniendo sus ejes c, los ejes que son perpendiculares a las tangentes de las capas curvadas de grafito, sustancialmente perpendiculares a sus ejes cilíndricos. En general tienen diámetros no mayores de 0,1 micrómetros y relaciones de longitud a diámetro de al menos 5. Convenientemente, están sustancialmente libres de un recubrimiento de carbono térmico continuo, es decir, carbono depositado pirolíticamente resultante del cracking térmico de la alimentación de gas utilizada para su preparación.
Fibrilas tubulares que tienen capas grafíticas que son sustancialmente paralelas al eje de la microfibra y diámetros comprendidos entre 3,5 y 75 nanómetros, se describen en Tennent et al., Patente US No. 5 165 909 (U.S.S.N. 871.676 presentada el 6 de junio de 1986, "Novel Carbon Fibrils, Method for Producing Same and Compositions Containing Same"), Tenant et al., Patente US No. 5 171 560 (U.S.S.N. 871.675 presentada el 6 de junio de 1986, "Novel Carbon Fibrils, Method for Producing Same and Encapsulated Catalyst"), Snyder et al., WO 89/07163 (U.S.S.N. 149.573 presentada el 28 de enero de 1988, "Carbon Fibrils") y McCarthy et al., WO 90/14221 (U.S.S.N. 351.967 presentada el 15 de mayo de 1989, "Surface Treatment of Carbon Microfibers"), todas ellas cedidas al mismo cesionario que la presente solicitud.
La WO 91/05089 se refiere a microfibras de carbono que preferentemente se encuentran en forma de agregados en donde las microfibras individuales están enmarañadas aleatoriamente entre sí u orientadas de un modo sustancialmente paralelo entre sí.
Las fibrilas son de utilidad de diversas aplicaciones. Por ejemplo, se pueden emplear como refuerzos en estructuras compuestas o estructuras compuestas híbridas reforzadas con fibra (es decir, materiales compuestos que contienen refuerzos tales como fibras continuas además de fibrilas). Los materiales compuestos pueden contener además cargas tales como negro de humo y sílice, solas o en combinación entre sí. Ejemplos de materiales de matriz reforzables incluyen polímeros inorgánicos y orgánicos, materiales cerámicos (por ejemplo, plomo o cobre). Cuando la matriz es un polímero orgánico, puede consistir en una resina termoendurecible tal como una resina epoxi, de bismaleimida, de poliamida o de poliéster; una resina termoplástica; o una resina moldeada por inyección con reacción.
Objetos de la invención
Un objeto de la invención consiste en proporcionar una composición de materia que comprende fibrilas de carbono y más concretamente una asociación de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria que tiene una baja densidad aparente y que se puede utilizar como sustrato o medio para diversos fines industriales y científicos.
Otro objeto de la invención consiste en proporcionar una composición de materia que comprende una asociación macroscópica tridimensional de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria que tienen una baja densidad aparente y a las cuales se pueden añadir uno o más segundos materiales funcionales de la naturaleza de los catalizadores activos y especies electroactivas, con el fin de formar materiales compuestos que tienen nuevas propiedades industriales.
Un objeto más de la invención consiste en proporcionar asociaciones macroscópicas tridimensionales de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria que tienen propiedades físicas isotrópicas, de modo que tales composiciones se pueden emplear de manera fiable e intercambiable para múltiples fines industriales.
Otro objeto más de la invención consiste en proporcionar procedimientos para la preparación de dichas asociaciones macroscópicas tridimensionales de fibrilas de carbono que son de un uso eficiente y conveniente en la preparación de composiciones de baja densidad.
Un objeto más de la invención consiste en proporcionar soportes para catalizadores, medios de filtración, medios cromatográficos, composiciones de blindaje EMI y otras composiciones, de naturaleza mejorada y de valor industrial, a base de asociaciones tridimensionales de fibrilas de carbono.
Resumen de la invención Definiciones
El término "asociación" se refiere a cualquier configuración de una masa de fibrilas individuales y abarca modalidades de fibrilas entrelazadas así como de fibrilas separadas.
El término "macroscópico" significa que las asociaciones pueden ser de cualquier tamaño adecuado para conseguir un fin industrial o científico.
El término "propiedad física" significa una propiedad inherente, medible, de la asociación, por ejemplo, resistividad.
El término "isotrópico" significa que todas las mediciones de una propiedad física dentro de un plano o volumen de la asociación, independiente de la dirección de la medición, son de un valor constante. Ha de entenderse que las mediciones de dichas composiciones no sólidas han de tomarse en una muestra representativa de la asociación, de manera que se tiene en cuenta el valor medio de los espacios vacíos.
El término "relativamente" significa que el 95% de los valores de la propiedad física, cuando se miden a lo largo de un eje de, o dentro de un plano de o dentro de un volumen de la asociación, según sea el caso, estarán dentro de más o menos 50% de un valor medio.
El término "sustancialmente" significa que el 95% de los valores de la propiedad física, cuando se miden a lo largo de un eje de o dentro de un plano de o dentro de un volumen de la asociación, según sea el caso, estarán dentro de más o menos 10% de un valor medio.
Los términos "relativamente isotrópico" y "sustancialmente isotrópico" corresponden a los intervalos de variabilidad de los valores de una propiedad física como se ha indicado anteriormente.
La invención
La presente invención proporciona una composición de materia que consiste esencialmente en una asociación macroscópica tridimensional de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria, siendo el 95% de dichas fibrilas, dentro del intervalo de \pm10%: cilíndricas; de diámetro constante; estando libres de carbono depositado pirolíticamente y teniendo un diámetro comprendido entre 3,5 y 70 nanómetros, teniendo dicha asociación una densidad aparente de 1 a 500 kg/m^{3} (0,001 a 0,50 g/cm^{3}).
Las asociaciones descritas anteriormente se pueden emplear con gran ventaja como matrices tridimensionales para un número de fines industriales. Por ejemplo, las asociaciones se pueden emplear como medios de filtración, como soportes para catalizadores, como materiales electroactivos para utilizarse, por ejemplo, en electrodos de células de combustible y baterías, y como medios cromatográficos. Se ha comprobado que las asociaciones son útiles en la formación de materiales compuestos que comprende la asociación junto con un sólido en partículas, un componente electroactivo o un metal catalíticamente activo o un compuesto que contiene metal, así como en materiales compuestos con polímeros.
En particular, la presente invención proporciona un material compuesto que comprende: (a) una asociación macroscópica tridimensional de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria, siendo el 95% de dichas fibrilas, dentro del intervalo de \pm10%: cilíndricas; de diámetro constante; estando libres de carbono depositado pirolíticamente y teniendo un diámetro comprendido entre 3,5 y 70 nanómetros, teniendo dicha asociación una densidad aparente de 1 a 500 kg/m^{3} (0,001 a 0,50 g/cm^{3}); y (b) un segundo componente incorporado dentro de dicha asociación y que comprende (i) sólidos en partículas o (ii) un material electroactivo o (iii) un metal catalíticamente activo o un compuesto que contiene metal, en una cantidad de hasta 50 partes por parte de fibrilas. Preferentemente, el material en partículas es un catalizador.
Se ha comprobado ahora que se pueden preparar asociaciones macroscópicas tridimensionales altamente ventajosas de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria y que tienen propiedades físicas relativamente uniformes a lo largo de un eje unidimensional, preferentemente bidimensional y más convenientemente tridimensional de la asociación tridimensional. Las composiciones preferidas preparadas según los procedimientos de la invención tienen propiedades físicas uniformes a lo largo de al menos un eje unidimensional y tienen propiedades físicas relativamente isotrópicas en al menos un plano de la asociación y más convenientemente son isotrópicas por toda la estructura tridimensional.
Estas composiciones ventajosas se pueden preparar mediante la dispersión de fibrilas en medios acuosos o sólidos orgánicos y filtrando entonces las fibrilas. Se preparan convenientemente composiciones de baja densidad formando un gel o pasta de fibrilas de carbono en un fluido, por ejemplo, un disolvente orgánico tal como propano y calentando entonces el gel o la pasta a una temperatura por encima de la temperatura crítica del medio, separando el fluido supercrítico y por último separando una esterilla o cilindro porosa de baja densidad del recipiente en el cual se ha realizado el procedimiento.
Descripción detallada En los dibujos
La figura 1 es una fotomicrografía de una asociación tridimensional de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria preparada por el procedimiento del ejemplo 1.
Producción de fibrilas de carbono
Las fibrilas se preparan poniendo en contacto un gas que contiene carbono con un catalizador metálico en un reactor durante un periodo de tiempo adecuado, a una presión adecuada y a una temperatura suficiente para producir fibrilas con la morfología anteriormente descrita. Las temperaturas de reacción son en general de 400-850ºC, más preferentemente de 600-750ºC. Las fibrilas se preparan convenientemente de forma continua poniendo el reactor a la temperatura de reacción, añadiendo partículas de catalizador metálico y poniendo entonces en contacto de forma continua el catalizador con el gas que contiene carbono.
Las fibrilas se pueden preparar de manera que al menos una porción de las fibrilas se encuentran en forma de agregados. Tal como aquí se utiliza, un agregado se define como dos o más fibrilas enmarañadas. Los agregados de fibrilas tienen habitualmente morfologías macroscópicas, tal como se determina por microscopía de barrido electrónico, en donde están enmarañadas de manera aleatoria entre sí para formar bolas de fibrilas enmarañadas que se asemejan a un nido de pájaros ("BN"); o como agregados consistentes en manojos de fibrilas de carbono rectas a ligeramente curvadas o retorcidas que tienen sustancialmente la misma orientación relativa y que presentan la apariencia de un hilo cardado ("CY"), por ejemplo, el eje longitudinal de cada fibrila, a pesar de las curvaturas o retorcimientos individuales, se extiende en la misma dirección que aquella de las fibrilas circundantes presentes en los manojos; o como agregados que consisten en fibrilas rectas a ligeramente curvadas o retorcidas que están enmarañadas entre sí de forma suelta para formar una estructura de "red abierta" ("ON"). En las estructuras de red abierta, el grado de enmarañamiento de las fibrilas es mayor que el observado en los agregados de hilo cardado (en donde las fibrilas individuales tienen sustancialmente la misma orientación relativa) pero menor que en el caso de la estructura de nido de pájaros.
Además de las fibrilas tales como las descritas en Tennent, Patente US No. 4.663.230, se pueden preparar fibrilas que tienen diferentes macromorfologías, tal como la denominada morfología de espina de pescado ("FB") descrita en la Solicitud de Patente Europea publicada No. 198.558 de J.W. Geus (publicada el 22 de octubre de 1986). Las fibrilas de la denominada morfología de espina de pescado se pueden caracterizar como teniendo sus ejes c (como se han definido anteriormente) en algún ángulo menor de la perpendicular a los ejes cilíndricos de las fibrilas. La invención se refiere a dichas fibrilas con estructura de espina de pescado, así como a las descritas en la Patente US No. 4.663.230 de Tennent.
Fibrilas de carbono
Las fibrilas de carbono comprenden preferentemente una combinación de fibrilas separadas y agregados de fibrilas. Sin embargo, las fibrilas pueden estar todas ellas en forma de agregados. Los agregados, cuando están presentes, son generalmente de las morfologías de nido de pájaros, hilo cardado o red abierta. Cuanto más "enmarañados" estén los agregados, más tratamiento se requerirá para conseguir una composición adecuada. Esto significa que la selección de los agregados de hilo cardado o de red abierta es la más preferible para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, los agregados de nidos de pájaros son en general suficientes.
Las asociaciones
En términos amplios, la invención consiste en una composición de materia que comprende esencialmente una asociación macroscópica tridimensional de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria, siendo dichas fibrilas sustancialmente cilíndricas con un diámetro sustancialmente constante, teniendo ejes c sustancialmente perpendiculares a sus ejes cilíndricos, estando sustancialmente libres de carbono depositado pirolíticamente y teniendo un diámetro comprendido entre 3,5 y 70 nanómetros aproximadamente, teniendo dicha asociación una densidad aparente de 0,001 a 0,50 g/cm^{3}. Preferentemente, la asociación tiene propiedades físicas relativa o sustancialmente uniformes a lo largo de al menos un eje unidimensional y convenientemente tienen propiedades físicas relativa o sustancialmente uniformes en uno o más planos dentro de la asociación, es decir, tienen propiedades físicas isotrópicas en dicho plano. En otras modalidades, la asociación entera es relativa o sustancialmente isotrópica con respecto a una o más de sus propiedades físicas.
Las propiedades físicas que pueden ser fácilmente medidas y mediante las cuales se determinan la uniformidad o la isotropía incluyen la resistividad y la densidad óptica.
Materiales compuestos que contienen las asociaciones
En términos amplios, las asociaciones de fibrilas se pueden emplear para cualquier fin en el cual se sabe que los medios porosos son de utilidad. Estos incluyen medios de filtración, electrodos, soportes para catalizadores y medios cromatográficos. Además, las asociaciones son de una forma de volumen conveniente de fibrilas de carbono y, de este modo, se pueden utilizar para cualesquiera aplicaciones conocidas, incluyendo especialmente blindaje EMI, materiales compuestos poliméricos, electrodos activos.
Para ciertas aplicaciones, tal como blindaje EMI, filtración y captación de corriente, se pueden emplear asociaciones de fibrilas sin modificar. Para otras aplicaciones, las asociaciones de fibrilas son un componente de un material más complejo, es decir, forman parte de un material compuesto. Ejemplos de tales materiales compuestos son compuestos de moldeo poliméricos, medios cromatográficos, electrodos para células de combustible y baterías, materiales compuestos de catalizadores soportados y cerámicos, incluyendo materiales biocerámicos tal como hueso artificial.
En algunos de estos materiales compuestos, tales como compuestos de moldeo y hueso artificial, es conveniente que los componentes no fibrílicos llenen o sustancialmente llenen la porosidad de la asociación de fibrilas. Para otros, tales como electrodos, catalizadores y medios cromatográficos, su utilidad depende del material compuesto que retiene al menos parte de la porosidad de la asociación de fibrilas.
Métodos de preparación de las asociaciones de fibrilas
Si bien se pueden utilizar fibrilas de cualquier morfología para preparar las asociaciones de la invención mediante el uso de los métodos de la invención, es preferible usar fibrilas que tienen una morfología de tipo paralelo, tal como CC, DD o CY. La presente invención proporciona un método de preparación de una asociación macroscópica tridimensional de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria, siendo el 95% de dichas fibrilas, dentro del intervalo de \pm10%: cilíndricas; de diámetro constante; estando libres de carbono depositado pirolíticamente y teniendo un diámetro comprendido entre 3,5 y 70 nanómetros, teniendo dicha asociación una densidad aparente de 1 a 500 kg/m^{3} (0,001 a 0,50 g/cm^{3}), que comprende las etapas de: (a) dispersar una multiplicidad de dichas fibrilas en un medio; y (b) separar dicha asociación de dicho medio.
Las esterillas con un espesor comprendido entre 0,02 y 0,50 mm tienen una densidad generalmente de 0,20 g/cm^{3} correspondiente a una fracción en volumen de poros de 0,90. Su resistividad eléctrica en el plano de la esterilla es normalmente de 0,02 ohm/cm; la resistividad perpendicular a la esterilla es normalmente de 1 ohm/cm.
Los ingredientes sólidos se pueden incorporar dentro de la esterilla de fibrilas mezclándolos con la dispersión de fibrilas antes de la formación de la esterilla. El contenido de otros sólidos de la esterilla seca se puede hacer que sea tan alto como de 50 partes de sólidos por parte de fibrilas.
Las fibrilas procedentes del reactor de síntesis se dispersan a elevado esfuerzo cortante en un mezclador de alto esfuerzo cortante, por ejemplo, un mezclador Waring. La dispersión puede contener en términos amplios de 0,01 a 10% de fibrilas en agua, etanol, alcoholes minerales, etc. Este procedimiento abre adecuadamente los manojos de fibrilas, es decir, manojos enrollados de forma hermética, de fibrilas y dispersa las fibrilas para formar esterillas autoestables después de la filtración y secado. La aplicación de la mezcla a elevado esfuerzo cortante puede requerir hasta varias horas. Las esterillas preparadas por este método no están libres de agregados.
Si el procedimiento a elevado esfuerzo cortante es seguido por un procedimiento de aplicación de ultrasonidos, se mejora la dispersión. La dilución a 0,1% o menos facilita el tratamiento por ultrasonidos. De este modo, se pueden tratar mediante ultrasonidos 20 cm^{3} de fibrilas al 0,1% mediante el uso de una sonda Bronson Sinifier Probe (450 vatios de potencia) durante 5 minutos o más para mejorar adicionalmente la dispersión.
Para conseguir los grados más altos de dispersión, es decir, una dispersión que esté libre o prácticamente libre de agregados de fibrilas, el tratamiento con ultrasonidos debe tener lugar a una concentración muy baja en un líquido compatible, por ejemplo a una concentración de 0,001 a 0,01% en etanol, o bien a una concentración más alta, por ejemplo 0,1% en agua a la cual se ha añadido un surfactante, por ejemplo Triton X-100 en una concentración de alrededor de 0,5%. La esterilla que se forma posteriormente puede ser enjuagada para que quede libre o sustancialmente libre de surfactante mediante adiciones secuenciales de agua seguido por filtración en vacío.
Se pueden añadir sólidos en partículas tales como MnO_{2} (para baterías) y Al_{2}O_{3} (para empaquetaduras de alta temperatura) a la dispersión de fibrilas antes de la formación de la esterilla en una cantidad de hasta 50 partes de sólidos añadidos por parte de fibrilas.
En consecuencia, la presente invención proporciona un método de preparación de un material compuesto de (a) una asociación macroscópica tridimensional de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria, siendo el 95% de dichas fibrilas, dentro del intervalo de \pm10%: cilíndricas; de diámetro constante; estando libres de carbono depositado pirolíticamente y teniendo un diámetro comprendido entre 3,5 y 70 nanómetros, teniendo dicha asociación una densidad aparente de 1 a 500 kg/m^{3} (0,001 a 0,50 g/cm^{3}) y (b) un segundo material, que comprende las etapas de (a) dispersar una multiplicidad de dichas fibrilas y dicho segundo material en un medio; y separar dicho material compuesto de dicho medio.
Se pueden incorporar telas y cañamazos de refuerzo sobre o en las esterillas durante su formación. Ejemplos son malla de polipropileno y filmo de níquel expansionado.
Las fibrilas usadas en la composición de materia o en el material compuesto de la presente invención pueden tener ejes c que son perpendiculares o menos que perpendiculares a sus ejes cilíndricos.
Métodos para mejorar la estabilidad de las asociaciones
Con el fin de aumentar la estabilidad de las asociaciones de fibrilas, es posible depositar polímero en las intersecciones de la asociación. Esto se puede efectuar infiltrando la asociación con una solución diluida de cemento polimérico y dejando evaporar el disolvente. Las fuerzas capilares concentrarán el polímero en las intersecciones de las fibrilas. Ha de entenderse que con el fin de mejorar sustancialmente la rigidez e integridad de la asociación, solo es necesario cementar una pequeña fracción de las intersecciones de las fibrilas.
Ejemplos
La invención se describe adicionalmente en los siguientes ejemplos.
Ejemplo I Preparación de una esterilla porosa de fibrilas
Se emplea una dispersión diluida de fibrilas para preparar esterillas o láminas porosas. Se prepara una suspensión de fibrilas conteniendo 0,5% de fibrilas en agua empleando un mezclador Waring. Después de la posterior dilución al 0,1%, las fibrilas se dispersan adicionalmente con un aparato de sonificación de tipo sonda. La dispersión se filtra entonces en vacío para formar una esterilla, la cual se seca luego en el horno.
La esterilla tiene un espesor de alrededor de 0,20 mm y una densidad de alrededor de 0,20 g/cm^{3} correspondiente a un volumen de poros de 0,90. La resistividad eléctrica en el plano de la esterilla es de alrededor de 0,02 ohm/cm. La resistividad en la dirección perpendicular a la esterilla es de alrededor de 1 ohm/cm.
Ejemplo II Preparación de una esterilla porosa de fibrilas
Se prepara una suspensión de fibrilas conteniendo 0,5% de fibrilas en etanol empleando un mezclador Waring. Después de la posterior dilución al 0,1%, las fibrilas se dispersan adicionalmente con un aparato de sonificación de tipo sonda. El etanol se deja evaporar entonces y se forma una esterilla. La esterilla tiene las mismas propiedades físicas y características que la esterilla preparada en el ejemplo I.
Ejemplo III Preparación de un cilindro poroso de fibrilas de baja densidad
Para preparar formas de baja densidad se utiliza la separación de fluido supercrítico a partir de una pasta de fibrilas bien dispersas. Se cargan 50 cm^{3} de una suspensión al 0,5% en n-pentano en un recipiente a presión de una capacidad ligeramente más grande y que está equipado con una válvula de aguja para permitir la lenta liberación de la presión. Una vez calentado en recipiente por encima de la temperatura crítica del pentano (Tc = 196,6º), se rompe la válvula de aguja para que quede ligeramente abierta y se pueda sangrar el pentano supercrítico durante un periodo de 1 hora aproximadamente.
El cilindro sólido de fibrilas resultante, que tiene la misma forma del interior del recipiente, presenta una densidad de 0,005 g/cm^{3}, correspondiente a una fracción en volumen de poros de 0,997%. La resistividad es isotrópica y es de alrededor de 20 ohm/cm.
Ejemplo IV Preparación de blindaje EMI
Se prepara un papel de fibrilas de acuerdo con los procedimientos del ejemplo I. La tabla I siguiente indica la atenuación conseguida con diversos espesores del papel.
TABLA I
1
Ejemplo V
Se emplea una esterilla de fibrilas preparada por el método del ejemplo I como un electrodo en una célula de electroquimioluminiscencia, tal como se describe en PCT US 85/02153 (WO 86/02734) y Patentes US Nos. 5.147.806 y 5.068.088. Cuando el voltaje es pulsado en presencia de rutenio trisbipiridilo, se observa electroquimioluminiscencia.

Claims (7)

1. Una composición de materia que consiste esencialmente en una asociación macroscópica tridimensional de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria, siendo el 95% de dichas fibrilas, dentro del intervalo de \pm10%: cilíndricas; de diámetro constante; estando libres de carbono depositado pirolíticamente y teniendo un diámetro comprendido entre 3,5 y 70 nanómetros, teniendo dicha asociación una densidad aparente de 1 a 500 kg/m^{3} (0,001 a 0,50 g/cm^{3}).
2. Un material compuesto que comprende: (a) una asociación macroscópica tridimensional de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria, siendo el 95% de dichas fibrilas, dentro del intervalo de \pm10%: cilíndricas; de diámetro constante; estando libres de carbono depositado pirolíticamente y teniendo un diámetro comprendido entre 3,5 y 70 nanómetros, teniendo dicha asociación una densidad aparente de 1 a 500 kg/m^{3} (0,001 a 0,50 g/cm^{3}); y (b) un segundo componente incorporado dentro de dicha asociación y que comprende (i) sólidos en partículas o (ii) un material electroactivo o (iii) un metal catalíticamente activo o un compuesto que contiene metal, en una cantidad de hasta 50 partes por parte de fibrilas.
3. Un material compuesto según la reivindicación 2, en donde dicho material en partículas es un catalizador.
4. Procedimiento para la preparación de una asociación macroscópica tridimensional de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria, siendo el 95% de dichas fibrilas, dentro del intervalo de \pm10%: cilíndricas; de diámetro constante; estando libres de carbono depositado pirolíticamente y teniendo un diámetro comprendido entre 3,5 y 70 nanómetros, teniendo dicha asociación una densidad aparente de 1 a 500 kg/m^{3} (0,001 a 0,50 g/cm^{3}), que comprende las etapas de: (a) dispersar una multiplicidad de dichas fibrilas en un medio; y (b) separar dicha asociación de dicho medio.
5. Procedimiento para la preparación de un material compuesto de (a) una asociación macroscópica tridimensional de una multiplicidad de fibrilas de carbono orientadas de manera aleatoria, siendo el 95% de dichas fibrilas, dentro del intervalo de \pm10%: cilíndricas; de diámetro constante; estando libres de carbono depositado pirolíticamente y teniendo un diámetro comprendido entre 3,5 y 70 nanómetros, teniendo dicha asociación una densidad aparente de 1 a 500 kg/m^{3} (0,001 a 0,50 g/cm^{3}) y (b) un segundo material, que comprende las etapas de (a) dispersar una multiplicidad de dichas fibrilas y dicho segundo material en un medio; y (b) separar dicho material compuesto de dicho medio.
6. Una composición de materia según la reivindicación 1 o un material compuesto según la reivindicación 2 ó 3 o un procedimiento según la reivindicación 4 ó 5, en donde las fibrilas tienen ejes c que son perpendiculares a su eje cilíndrico.
7. Una composición de materia según la reivindicación 1 o un material compuesto según la reivindicación 2 ó 3 o un procedimiento según la reivindicación 4 ó 5, en donde las fibrilas tienen ejes c que son menos que perpendiculares a su eje cilíndrico.
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