MX2008002947A - Manufactura a gran escala de material nanoestructurado - Google Patents

Abstract

La presente descripción se relaciona con métodos para la producción a gran escala de material nanoestructurado que comprende nanotubos de carbono. Por lo tanto, se describen un método para elaborar materiales nanoestructurados que comprenden depositar nanotubos de carbono sobre al menos un substrato vía una estación de deposición, en donde la deposición comprende transportar moléculas al substrato desde un fluido de deposición, tal como un líquido o gas. Al usar un substrato que es permeable al fluido portador, y permitir que el fluido portador fluya a través del substrato mediante filtración por presión diferencial, puede formarse un material nanoestructurado sobre el substrato, el cual puede removerse, o actuar como parte del componente final.

Description

MANUFACTURA A GRAN ESCALA DE MATERIAL NANOESTRUCTURADO CAMPO DE LA INVENCION La presente solicitud se relaciona con un método eficiente para la manufactura de grandes cantidades de un material nanoestructurado que comprende nanotubos de carbono con o sin otros componentes, tales como fibras de vidrio. La presente descripción se relaciona más particularmente con el método continuo, semicontinuo o por lotes de elaboración de material nanoestructurado que se basa en una técnica de filtración de presión diferencial. ANTECEDENTES DE LA INVENCION La mayoría de los materias bidimensionales , tales como tramas, láminas, y similares, tienen defectos inherentes en las propiedades de su material. A pesar de que los metales y los plásticos han sido por mucho tiempo favoritos debido a su amplio intervalo de versatilidad, para muchas aplicaciones se necesita mayor relación de resistencia a peso, mayor conductividad, mayor área superficial, mayor sostenibilidad, y sobre materiales de mayor desempeño. Los materiales ligeros exóticos, de alta resistencia se confinaban a aplicaciones de alta tecnología tales como la exploración espacial y la electrónica, sin embargo, se están haciendo cada vez más importantes para aplicaciones masivas en aplicaciones de mitigación balística (tales como chalecos antibalas) , disipadores de calor, filtración de fluidos, separación de Ref.: 190919 fluidos, electros de alta eficiencia para baterías, capacitores y celdas combustibles, cajas de computadoras, carrocerías de automóviles, alas de aeronaves, piezas de máquinas, y muchas otras aplicaciones. La capacidad del material nanoestructurado, tales como el que comprende nanotubos de carbono, de tener una densidad de amplio intervalo, por ejemplo en el intervalo de 1 picogramo/cm3 a 20 g/cm3, permite que el material se ajuste a una variedad de aplicaciones. Ejemplos no limitantes de artículos hechos de material nanoestructurado como se describe en la presente incluyen telas, láminas, alambres, soportes estructurales o membranas para purificación de fluidos. Las propiedades eléctricas, mecánicas y técnicas asociadas con el nanotubo de carbono permiten además que los materiales nanoestructurados se utilicen para accionadores mecánicos de mayor desempeño, disipadores de calor, conductores térmicos o electrodos. Dada la importante necesidad por materiales con estas características de desempeño mejoradas en muchas aplicaciones existe una necesidad por métodos que produzcan estos materiales en grandes cantidades. Consecuentemente, la presente descripción se relaciona con un método de elaboración en grandes cantidades de un material nanoestructurado de nanotubos de carbono, de tal manera que el producto resultante pueda dimensionarse para una variedad de aplicaciones desde medios filtrantes hasta telas para usos eléctricos o mecánicos. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La siguiente descripción describe métodos de producción a gran escala para elaborar grandes cantidades de material nanoestructurado. Como se describe más adelante, el método puede ser un proceso continuo, semicontinuo, o por lotes que se basa en la filtración por presión diferencial de un fluido portador que contiene nanotubos de carbono, con o sin otros componentes, incluyendo fibras, partículas, y similares. En una modalidad, la presente descripción se relaciona con un método de elaboración de un material nanoestructurado que comprende nanotubos de carbono. El método típicamente comprende suspender nanotubos de carbono en un fluido portador para formar una mezcla, inducir la mezcla para que fluya a través de un substrato que es permeable al fluido portador mediante filtración por presión diferencial, y depositar los nanotubos de carbono (y componentes opcionales tales como fibras de vidrio) , a partir de la mezcla sobre el substrato. El material nanoestructurado a gran escala es uno que tiene por lo menos una dimensión mayor que 1 cm. La presente descripción también se relaciona con un método continuo o semicontinuo para elaborar un material nanoestructurado que comprende nanotubos de carbono. En esta modalidad , los nanotubos de carbono son depositados desde la mezcla sobre un substrato móvil para formar un material nanoestructurado que tenga una longitud mayor que 1 metro. La presente modalidad permite que se forma un material nanoestructurado muy grande, tal como un material que tiene por lo menos una dimensión mayor que 1 metro, por ejemplo una longitud de cientos o miles de metros, y hasta diez mil metros . También se describe un método por lotes para elaborar un material nanoestructurado. A diferencia del método continuo o semicontinuo, el método por lotes comprende depositar los nanotubos de carbono a partir de una mezcla sobre un substrato estacionario que es permeable al fluido portador. A pesar de que un método por lotes típicamente no permite que se formen materiales del mismo tamaño, tal como longitud, como en el método continuo o semicontinuo, es capaz de producir un material nanoestructurado a escala macro, tal como uno que tenga una dimensión que 10 cm. El método descrito en la presente puede usarse para elaborar una amplia variedad de productos novedosos, tales como un material nanoestructurado a escalo macro para fluidos de filtración, Este método puede usarse para depositar directamente un material nanoestructurado continuo sobre un substrato que formará parte de una parte integral del producto final. En una modalidad, este método puede usarse para depositar material nanoestructurado a escala macro sobre un medio filtrante, tal como un bloque de carbono poroso. Aparte del tema descrito arriba, la presente descripción incluye varas características de ejemplo tales como las que se explican más adelante. Se entenderá que tanto la descripción anterior como la siguiente descripción son solamente de ejemplo. BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Las figuras anexas se incorporan en la presente especificación y constituyen una parte de la misma. La figura 1 es un esquema de un sistema para la producción continua de un material nanoestructurado de conformidad con la presente descripción. La figura 2 es un esquema de un sistema de depósito formador rotatorio continuo para la fabricación de un material nanoestructurado de conformidad con la presente descripción . La figura 3 es un esquema de un sistema para el depósito directo de un material nanoestructurado sobre un substrato rígido para formar un producto uniforme de conformidad con una modalidad de la presente descripción. La figura 4 es un esquema de un sistema tipo alambre continuo para la elaboración de un material nanoestructurado de conformidad con una modalidad de la presente descripción.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION A. Definiciones Los siguientes términos o frases usados en la presente descripción tienen los significados mencionados a continuación : El término "fibra" o cualquier versión del mismo, se define como un material de una alta relación de aspecto. Las fibras usadas en la presente descripción pueden incluir materiales que comprenden una o más composiciones diferentes.

El término "nanotubo" se refiere a una estructura molecular de forma tubular que tiene generalmente un diámetro promedio en el intervalo inclusivo de 1-60 nm y una longitud promedio en el intervalo inclusivo de 0.1 µ?t? a 150 mm. El término "nanotubo de carbono" o cualquier versión del mismo se refiere un una estructura molecular de forma tubular compuesta principalmente de átomos de carbono dispuestos en una retícula hexagonal (una lámina de grafeno) que se cierre sobre sí misma para formar las paredes de un tubo cilindrico sin costuras. Estas láminas tubulares puede ocurrir ya sea solas (de pared simple) o como muchas capas alijadas (paredes múltiples) para formar la estructura cilindrica. La frase "nanotubos de carbono defectuosos" se refiere a nanotubos que contienen una distorsión de la retícula en al menos una anillo de carbono en por lo menos una de las capas de la estructura tubular.

La frase "distorsión de retícula" significa cualquier distorsión de la retícula de los cristales de los átomos de nanotubos de carbono que forman la estructura de lámina tubular. Ejemplos no limitantes incluyen cualquier desplazamiento de átomos debido a la deformación inelástica, o a la presencia de anillos de carbono de 5 ó 7 miembros, o a la interacción química seguida por el cambio en la hibridación sp2 de los enlaces de los átomos de carbono. Tales defectos o distorsiones pueden dar lugar a una flexión natural en el nanotubo de carbono. El término "cobertura", "recubrimiento", o cualquier versión de los mismos pretenden referirse a una capa cubridora formada de partículas discretas, una capa de material contigua, o ambas. En otras palabras, aunque es posible, no es necesario que el componente "recubierto" contenga una capa cubridora continua para que se considere una superficie "recubierta", sino simplemente un material cubriendo una porción de la superficie. El término "grupo funcional" se define como cualquier átomo o grupo químico que proporcione un comportamiento específico. El término "funcionalizado" se define como la adición de grupo (s) funcional ( es ) a la superficie de los nanotubos y/o la fibra adicional que puede alterar las propiedades del nanotubo, tal como el potencial zeta. El término impregnado se define como la presencia de otros átomos o cúmulos dentro de los nanotubos. La frase "nanotubo de carbono rellenado" se usa de manera intercambiable con "nanotubo de carbono impregnado". El término "dopado se define como la inserción o existencia de átomos, diferentes al carbono, en la retícula de cristales de los nanotubos. El término "cargado" se define como la presencia de carga eléctrica no compensada, en o sobre la superficie de los nanotubos de carbono o las fibras adicionales. El término "irradiado" se define como el bombardeo de los nanotubos, las fibras, o ambos con partículas de fotones tales como rayos X con niveles de energía suficientes para ocasionar un cambio inelástico a la retícula de cristales del nanotubo, fibras o ambos. El término "fusionado", "fusión", o cualquier versión de la palabra "fusión" se define como el enlace de nanotubos, fibras, o combinaciones de los mismos, en su punto o en sus puntos de contacto, Por ejemplo, dicho enlace puede ser un enlace químico carbono-carbono incluyendo hibridación sp3 o enlace químico de carbono a otros átomos. Los términos "interconectar" , "interconectado", o cualquier versión de "conectar" se define como la conexión de los nanotubos y/u otras fibras en una estructura más grande por medio de fuerzas mecánicas, eléctricas o químicas. Por ejemplo, dicha conexión puede deberse a la creación de una estructura grande, entrelazada, tipo nudo que resiste la separación . Los términos "tramado", "tejido" o cualquier versión de "tejer" se define como el entrelazado de nanotubos y/u otras fibras en un material a gran escala. Los términos "nanoestructurado" y "nanoescalado" se refieren a una estructura o a un material que posee componentes que tienen por lo menos una dimensión que es de 100 nm o menor. Una definición de nanoestructura se proporciona en The Physics and Chemistry opf Materials, Joel I. Gersten y Frederick W. Smith, iley publishers, páginas 382-383, que se incorpora en la presente como referencia para esta definición. La frase "material nanoestructurado" se refiere a un material cuyos componentes tienen un arreglo que tiene por lo menos una escala de longitud característica que es de 100 nanómetros o menor. La frase "escala de longitud característica" se refiere a una medida de un tamaño de un patrón dentro de la disposición, tal como pero sin limitarse al diámetro característico de los poros creados dentro de la estructura, la distancia intersticial entre fibras o la distancia entre los cruzamientos de fibras subsiguientes. Esta medición también puede hacerse a través de los métodos de matemáticas aplicadas tal como el componente principal o análisis espectral que dan información a escala múltiple que caracteriza a las escalas de longitud en el material. El término "nanomalla" se refiere a un material nanoestructurado definido lineas arriba y que además es poroso. Por ejemplo, en una modalidad, un material de nanomalla se usa generalmente como un medio filtrante, y por lo tanto debe ser poroso o permeable al fluido que pretende purificar . Los términos "grande" o "macro" solos o en combinación con "escala" se refieren a materiales que comprenden un material nanoestructurado, como se defina arriba, que ha sido fabricado usando métodos descritos en la presente contando con al menos dos dimensiones mayores que 1 cm. Ejemplos no limitantes de tal material nanoestructurado a escala macro, es una lámina de material nanoestructurado que es de 1 metro cuadrado o un rollo de material nanoestructurado fabricado de manera continua hasta una longitud de por lo menos 100 metros. Dependiendo del uso, grande o escala macro significa mayor que 10 cm ó 10 cm ó incluso 1 metro, tal como cuando se usa para definir el tamaño del material elaborado vía un proceso por lotes. Cuando se usa para describir métodos continuos o semicontinuos , la manufactura a gran escala puede abarcar la producción de material que tenga una longitud mayor que un metro, tal como mayor que un metro y hasta diez mil metros de largo. Un "método continuo" se refiere a un método en el cual el substrato de deposición se mueve continuamente durante el proceso hasta que se termina la fabricación del material nanoestructurado . Un método "semicontinuo" se refiere a un método en el cual el substrato de deposición se mueve, en una forma gradual, durante el proceso de fabricación. A diferencia del proceso continuo, el substrato puede llegar a detenerse durante un método semicontinuo para permitir que se realice cierto proceso, tal como permitir que se deposite capas múltiples. Un "método por lotes" se refiere a un método en el cual el substrato de deposición es estacionario a lo largo del método . El término "material macro", es un material que tiene las longitudes descritas arriba, por ejemplo, elaborado por medio de un proceso de manufactura a "gran escala" o "escala macro" descrito lineas arriba. La frase "substrato de deposición selectiva" tal como se usa en la presente se refiere a un substrato que es substancialmente transparente al fluido portador y substancialmente opaco a dichos componentes compuestos de los nanotubos de carbono. Por ejemplo, un material de filtración que permite que el agua fluya perno que no permite que pasen los componentes del nanotubo de carbono se consideraría un substrato de deposición selectiva.

La frase "material activo" se define como un material que es responsable de una actividad particular, tal como remoción de contaminantes del fluido, ya se por medios físicos, químicos, bioquímicos o catalíticos. Por el contrario un material "pasivo" se define como un tipo inerte de material, tal como uno que no presenta propiedades químicas que contribuyan a la remoción de contaminantes cuando se usa como un medio filtrante. El término "fluido" pretende abarcar líquidos o gases. La frase "fluido portador cargado", se refiere a un fluido portador que adicionalmente comprende por lo menos nanotubos de carbono, y los componentes opcionales descritos en la presente, tales como fibras de vidrio. El término "medio (s) contaminante ( s ) " significa por lo menos un elemento, molécula u organismo que no se quiere o no se desea en el fluido. El término "remoción" (o cualquier versión del mismo) significa destruir, modificar, o separar contaminantes usando por lo menos uno de los siguientes mecanismos: exclusión de tamaño de partícula, absorción, adsorción, interacción o reacción química o biológica. La frase " interacción o reacción química o biológica" se entiende que se refiere a la interacción con el contaminantes a través de cualquiera de los procesos químicos o biológicos que hacen que el contaminante sea incapaz de provocar daño. Ejemplos de éstos son reducción, oxidación, desnaturalización química, daño físico a microorganismos, biomoléculas, ingestión, y encasillado. El término "tamaño de partícula" se define mediante una distribución numérica, por ejemplo, por el número de partículas que tiene un tamaño particular. El método es medido típicamente por técnicas microscópicas, tales como por medio de un microscopio óptico calibrado, por medio de perlas de poliestireno calibradas, por medio de un microscopio de sonda de barrido, un microscopio electrónico de barrido, o un microscopio óptico de campo cercano. Los métodos de medición de los tamaños de partículas descritos en la presente son mostrados en alter C. cCrone et al., The Particle Atlas, (An encyclopedia of techniques for small particle identification), Vol . I, Principies and Techniques, Ed. 2 (Publicación anual de Arbor Science) , la cual se incorpora aquí como referencia. Las frases "elegido de" o "seleccionado de" tal como se usa en la presente se refiere a la selección de componentes individuales o a la combinación de dos (o más) componentes. Por ejemplo, el material nanoestructurado puede comprender nanotubos de carbono que son solamente uno de nanotubos de carbono impregnados, funcionalizados , dopados, cargados, recubiertos, y defectuosos, o una mezcla de cualquier o de todos estos tipos de nanotubos tal como una mezcla de diferentes tratamiento aplicados a los nanotubos. B. Métodos de Elaboración de Materiales Nanoestructurados Se describe un método para la elaboración de un material nanoestructurado a partir de un fluido portador basado en una técnica de presión diferencial. En una modalidad, el método comprende suspender los nanotubos de carbono, y opcionalmente otros componentes, en un fluido portador, depositar los nanotubos de carbono sobre un substrato que es permeable al fluido portador, y permitir que el fluido portador fluya a través del substrato mediante filtración por presión diferencial para formar un material nanoestructurado. El método descrito en la presente puede usarse para producir materiales grandes o de tamaño macroscópico, tal como un material que tenga por lo menos una dimensión mayor que 1 cm, o incluso mayor que 100 cm. El método puede comprender además remover el material nanoestructurado del substrato. En esta modalidad, el substrato puede removerse por una técnica de separación simple, o puede removerse por calentamiento, o disolviendo químicamente el substrato. Alternativamente, el substrato se mantiene como una parte permanente del producto final, con el material nanoestructurado de nanotubos unido al mismo. El substrato que puede usarse en la presente descripción puede comprender materiales fibrosos o no fibrosos. Ejemplos no limitantes de tales materiales fibrosos y no fibrosos incluyen metales, polímeros, cerámica, fibras naturales, y combinaciones de los mismos. En una modalidad, dichos materiales son tratados opcionalmente térmicamente y/o a presión antes de depositar los nanotubos de carbono. El fluido portador descrito en la presente puede incluir por lo menos un líquido acuoso y no acuoso, por lo menos un gas, o combinaciones de los mismos. Cuando se utiliza, el líquido acuoso puede tener un pH en el intervalo de 1 a 8.9. El solvente no acuoso se elige típicamente de solventes orgánico e inorgánicos, o combinaciones de los mismos. Ejemplos no limitantes de solventes orgánicos incluyen metanol, isopropanol, etanol, tolueno, xileno, dimetilformamida, tetracloruro de carbono, 1,2-diclorobenceno, y combinaciones de los mismos. En una modalidad, el fluido portador es un gas, tal como uno que comprende aire, nitrógeno, oxígeno, argón, dióxido de carbono, vapor de agua, helio, neón, o cualquier combinación de los mismos. Además de los nanotubos de carbono, otros componentes que pueden incluirse en el fluido portador incluye fibras, cúmulos, y/o partículas compuestas de metales, polímeros, cerámica, materiales naturales, y combinaciones de los mismos. Tales componentes opcionales tienen típicamente por lo menos una dimensión que va de 1 nm a 100 nm.

En una modalidad, el fluido portador comprende además agentes de unión química, tales como alcohol polivinílico, surfactantes , agentes tampón, polielectrolíticos y combinaciones de los mismos. El fluido portador también o alternativamente puede comprender biomateriales elegidos de proteínas, ADN, ARN, y combinaciones de los mismos. Otros componentes que pueden agregarse al fluido portador son moléculas que contienen átomos elegidos de antimonio, aluminio, bario, boro, bromo, calcio, carbono, cerio, cloro, cromo, cobalto, cobre, flúor, galio, germanio, oro, hafnio, hidrógeno, indio, yodo, iridio, hierro, lantano, plomo, magnesio, manganeso, molibdeno, níquel, niobio, nitrógeno, osmio, oxígeno, paladio, fósforo, platino, renio, rodio, rutenio, escandio, selenio, silicio, plata, azufre, tantalio, estaño, titanio, tungsteno, vanadio, itrio, zinc, zirconio, o una combinación de los mismos. Los otros componentes descritos en la presente puede volverse a montar y unirse sobre los nanotubos de carbono, a otros componentes, o a cualquier combinación de los mismos antes de la etapa de deposición. En una modalidad,, el método descrito en la presente puede usarse para formar una estructura de capas múltiples por la deposición secuencial de por lo menos una capa nanoestructurada y por lo menos una capa adicional, que puede o no ser nanoestructurada.

El método puede comprender además la aplicación de un campo acústico para obtener o mantener la dispersión de los nanotubos de carbono en el fluido portador antes de la etapa de deposición. Ejemplos no limitantes de un campo acústico que puede usarse en el método descrito es uno que tiene una frecuencia que va de 10 kHz a 50 kHz. También es posible dispersar y o mezclar los nanotubos de carbono en el fluido portador aplicando un campo de flujo de alto esfuerzo cortante al fluido portador. Este mismo proceso puede usarse para dispersar y/o mezclar los nanotubos de carbono con otros componentes, cuando están presentes. También es posible usar una combinación ' de un campo acústico con el intervalo de frecuencia antes mencionado y un campo de flujo de alto esfuerzo cortante, ya sea secuencialmente o en combinación, para obtener o mantener la dispersión de los nanotubos de carbono en el fluido portador antes de dicha deposición. En varias modalidades, el método adicionalmente comprende tratar el material nanoestructurado con al menos un proceso de tratamiento posterior a la deposición. Ejemplos no limitantes de tales procesos incluyen (a) tratamiento químico, tal como agregar un grupo funcional, recubrir con otro material (tal como un polímero o metal) o ambos, (b) irradiación, tal como exponer el material nanoestructurado a por lo menos una radiación elegida de radiación infrarroja, haces de electrones, haces de iones, rayos X, fotones, o cualesquiera combinaciones de (a) y (b) . El proceso de funcionalización posterior a la deposición descrito en la presente puede comprender procedimientos elegidos de: lavado ácido, tratamiento con surfactantes, injerto molecular, deposición de materiales polielectroliticos , recubrimiento, calentamiento, aspersión, inmersión química o electrolítica, o combinaciones de los mismos . El método descrito en la presente puede comprender además terminar el material nanoestructurado para conformar una forma y tamaño suficientes para una aplicación particular. Por ejemplo, el terminado del material nanoestructurado comprende por lo menos un método elegido de corte, laminación, sellado, prensado, enrollado, o combinaciones de los mismos. El método descrito puede usarse en forma continua o semicontinua para elaborar un material nanoestructurado. Por ejemplo, los nanotubos de carbono son depositados vía un fluido portador, sobre un substrato móvil que es permeable al fluido portador. Esta modalidad permite que se formen continuamente materiales nanoestructurados muy grandes, tal como un material que tiene por lo menos una dimensión mayor que 1 metro, incluyendo una longitud de hasta cientos e incluso miles de metros.

Se describe un método por lotes para elaborar un material nanoestructurado. A diferencia del método continuo o semicontinuo, el método por lotes comprende depositar los nanotubos de carbono sobre un substrato estacionario que es permeable al fluido portador. Aunque el método por lotes típicamente no permite que se formen materiales del mismo tamaño, tal como longitud, como en el método continuo o semicontinuo, es capaz de producir un material nanoestructurado a escala macro, tal como uno que tiene por lo menos una dimensión mayor que 10 cm. El proceso por lotes para elaborar un material nanoestructurado es particularmente útil para producir una forma compleja y/o un producto que se beneficie de una construcción uniforme entre el substrato y el material nanoestructurado depositado sobre el mismo. En una modalidad, puede producirse un medio filtrante en el cual el substrato subyacente forme parte integral del filtro, tal como un bloque de carbono. En una modalidad, el fluido portador comprende una combinación de nanotubos de carbono y fibras de vidrio. Las fibras de vidrio pueden estar sin recubrir, estar recubiertas con compuestos de metal-oxígeno, tales como aquellos elegidos de hidróxido de metal Mx(OH)y, oxihidróxidos MxOy(OH)z, óxido Mx0y, oxi-, hidroxi-, oxihidroxi sales xOy(OH)zAn. En una modalidad no limitante, M es por lo menos un catión elegido de magnesio, aluminio, calcio, titanio, manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre, zinc o combinaciones de los mismos. Además, A es por lo menos un anión seleccionado de hidruro, fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro, óxido, sulfuro, nitruro, sulfato, tiosulfato, sulfito, perclorato, clorato, clorito, hipoclorito, carbonato, fosfato, nitrato, nitrito, yodato, bromato, hipobromito, boro, o combinaciones de los mismos. Se ha descubierto que la combinación de nanotubos de carbono y de fibras de vidrio con compuestos de metal-oxígeno proporciona propiedades de purificación excepcionales cuando se usa para limpiar fluidos contaminados. Por lo tanto, con respecto al uso del producto final como un medio filtrante, una modalidad descrita en la presente, se cree que a diferencia de los nanotubos de carbono que sirven como un componente activo, el papel principal es que las fibras de mayor escala, tales como fibras de vidrio, sirven como soporte para el material (o los materiales) activo (s) . A pesar de que la fibra puede remover partículas del fluido de través de un principio de exclusión de tamaño, típicamente es un elemento pasivo, no reactivo en el material nanoconstruido utilizado para filtrar fluido contaminado. El método descrito en la presente puede ejemplificarse adicionalmente por medio de las figuras adjuntas, las cuales se describen más detalladamente a continuación. Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, el método descrito en la presente puede comprender un método continuo o semicontinuo de elaboración de un material nanoestructurado usando un proceso semejante a la elaboración de papel. En ciertas modalidades, el método comprende las siguientes etapas : (1) Tratar químicamente, tal como por funcionalización, los nanotubos de carbono para impartir propiedades químicas, electroquímicas y físicas deseadas para ayudar en la dispersión y/o automontaje del material nanoestructurado. Dicho proceso también puede agregar características deseables posteriores a la deposición tales como la morfología de los nanotubos de carbono, (2) dispersar nanotubos, con o sin fibras de soporte adicionales, usando ultrasonicación y/o mezclado mecánico y/o un campo de fluido de alto esfuerzo cortante apropiado para formar una suspensión del componente de nanotubos de carbono y, si es necesario, otros componentes. Esta suspensión se denomina "fluido portador cargado", (3) introducir el fluido portador cargado en la caja del cabezal de deposición en donde el fluido portador cargado se pone en contacto con el substrato de deposición selectiva, (4) depositar los nanotubos y/u otros componentes del fluido portador cargado sobre el substrato de deposición selectiva usando un proceso conducido por la presión diferencial en una cantidad suficiente para obtener una estructura monolítica, entrelazada substancialmente estable, (5) exfoliar opcionalmente la estructura monolítica del substrato de deposición selectiva, (6) secar el nanomaterial mediante prensado, calentamiento y/o filtración por presión diferencial para crear un material nanoestructurado fuerte y semicontinuo, y (7) opcionalmente, post-tratar el material nanoestructurado mediante de cualquiera de rociado de un aglutinante en aerosol en uno o en ambos lados del material y/o combinar con otro nanomaterial u otras capas de películas para crear un nanomaterial de capas múltiples. El proceso puede diseñarse ya sea como un proceso secuencial por lotes o como una operación semicontinua la cual es interrumpida para cambiar el material en rollo del substrato . Alternativamente, como se muestra en la figura 1, en una modalidad de la presente invención, se describe un método continuo para la elaboración de un material nanoestructurado de nanotubos de carbono. En este proceso el substrato de deposición es una cinta periódica que no llega a formar parte del material nanoestructurado, por ejemplo, el método puede comprender un sistema tipo carrete a carrete, o un sistema de fabricación Fourdrinier o formador de alambre inclinado ( figura 4 ) . En tal sistema, la integridad mecánica del substrato de deposición deberá ser suficiente para soportar la diferencial de presión mediante la cual opera el sistema, asi como ser capaz de soportar cualquier tensión aplicada al substrato para moverlo a través del sistema. La figura 1 muestra una modalidad en la cual el fluido portador cargado (por ejemplo, el fluido portador que contiene los nanotubos de carbono y componentes opcionales descritos en la presente) es depositado sobre un substrato horizontalmente móvil. El substrato es poroso o permeable solamente al fluido portador, pero no para los componentes que están en el fluido portador, permitiendo asi que los nanotubos de carbono, y materiales opcionales, se depositen sobre la superficie del substrato. En una modalidad, puede aplicarse vacio al lado de baja presión, por ejemplo, el lado en donde no ocurre la deposición para ayudar en la deposición. Cuando se usa vacio, es posible usar un mecanismo de recolección para recolectar, y opcionalmente reciclar el fluido portador. Aunque la figura 1 muestra solamente una unidad de caja de cabezal de deposición, se aprecia que tal sistema continuo puede incorporar múltiples unidades de cajas de cabezales de deposición, especialmente cuando se desea formar una estructura de capas múltiples depositadas secuencialmente.

Debido a que la figura 1 es similar a un proceso de elaboración de papel, es posible elaborar el material nanoestructurado descrito usando el proceso continuo mostrado en la figura 1 con longitudes que van desde uno pocos metros hasta cientos e incluso miles de metros. Debido a que el sistema es un proceso de carrete a carrete, el producto terminado puede reunirse con facilidad sobre un carrete receptor, en donde puede transportarse para procesamiento adicional, tal como recubrimiento, dimensionado, estampado, y similar. Alternativamente, es posible incluir tales etapas de procesamiento posterior al material que es reunido en el carrete receptor. En otra modalidad, el sistema descrito en la figura 1 puede adaptarse a un proceso por lotes. Por ejemplo, en lugar de usar un substrato móvil sobr'e un sistema de carrete a carrete, es posible usar un substrato horizontal estacionario que puede removerse después de la deposición, y reemplazarse con otro substrato para deposición. Como en el proceso continuo, este método puede usarse para depositar secuencialmente múltiples capas sobre el substrato para formar un material nanoestructurado de nanotubos de carbono de capas múltiples. Como se muestra en la figura 2, en otra modalidad de la presente invención, se describe un método continuo para elaboración usando un material nanoestructurado de nanotubos de carbono basado en un sistema formador rotatorio. En dicho sistema, la integridad mecánica del substrato de deposición debe ser suficiente para soportar la diferencial de presión mediante la cual opera el sistema, asi como ser capaz de soportar cualquier tensión aplicada al substrato para moverlo a través del sistema. Aunque la figura 2 muestra dos unidades de deposición para la deposición secuencial de capas nanoestructuradas , se aprecia que pueden emplearse más unidades de deposición, especialmente cuando se desea formar un material que tenga capas múltiples depositadas secuencialmente . Además, se apreciará que pueden usarse subsistemas posteriores a la deposición usados en los sistemas ejemplificados en las figuras 1 y 2. Ejemplos no limitantes de tales subsistemas posteriores a la deposición incluyen, por ejemplo, rodillos calentados para secar el material nanoestructurado o un sistema de recubrimiento entre el sistema de deposición y los carretes. Además, también puede emplearse un mecanismo de alimentación al través desde una caja de vacio estacionario hasta un drene o subsistema de recuperación de fluido portador. También es posible, depositar un material nanoestructurado directamente sobre un substrato rígido para formar un producto uniforme. Como en el método continuo descrito anteriormente, este método también trabaja con bese en un mecanismo por presión diferencial, por lo tanto, el substrato de deposición debe soportar la presión diferencial.

En esta modalidad, la geometría del substrato de deposición puede ser arbitraria siempre y cuando el volumen interno sea accesible para la remoción de fluido portador. Por ejemplo, como se muestra en la figura 3, inicialmente se coloca uno o más substratos en un recipiente suficiente para contener un fluido portador cargado con nanotubos de carbono, y otros componentes opcionales descritos en la presente. El fluido portador es introducido en el recipiente, opcionalmente a presión, en una cantidad suficiente para cubrir y fluir a través del substrato poroso o permeable. El substrato es poroso o permeable solamente al fluido portador, pero no para los componentes que están en el fluido portador, permitiendo así que los nanotubos de carbono, y los materiales opcionales, se deposites sobre la superficie del substrato. En otra modalidad puede aplicarse vacío al lado de baja presión, por ejemplo, el lado en donde no ocurre la deposición. El uso de vacío puede ser particularmente deseable cuando ocurre la deposición a presión atmosférica. Este método es usado típicamente para el procesamiento por lotes de uno o más substratos que tienen una capa nanoestructurada de nanotubos de carbono sobre los mismos. El sistema descrito en la figura 4 es similar al descrito en la figura 1, excepto que muestra que el ángulo de inclinación puede cambiarse dependiendo de las características deseadas del material nanoestructurado producido . En cualquiera de los métodos descritos en la presente, puede emplearse una secuencia de deposiciones, cada una de las cuales puede emplear diferentes composiciones y/o suspensiones de fibras, de tal manera que los nanomateriales resultantes poseen un gradiente en su composición. En modalidades relacionadas con el medio filtrante, el método puede emplear un substrato de filtración que comprende materiales tejidos, no tejidos, unidos por hilatura, perforados, sinterizados , o tratados térmicamente, tales como madera calentada en un ambiente para- formar un substrato carbonoso poroso, o combinaciones de los mismos. Estos materiales se seleccionan para ayudar al automontaje y/o proporcionar propiedades mecánicas o físicas específicas a los nanomateriales resultantes. Este substrato puede sacrificarse o formar parte del material final. La dispersión de los nanotubos de carbono y/o fibras comprende típicamente ultrasonicación y/o mezclado y dispersión mecánicos. Estas técnicas de mezclado y/o dispersión se usan típicamente para producir campos de flujo de alto esfuerzo cortante ara actuar en la ruptura de aglomeraciones y/o dispersar componentes que están en el fluido portador. Un fluido apropiado para dispersar los nanotubos puede comprender agua, solventes orgánicos, ácidos, o bases. Ejemplos no limitantes de solventes orgánicos apropiados incluyen etanol, isopropanol, metanol, y xileno. Los cálculos han mostrado que en una modalidad, el material nanoestructurado comprende aproximadamente 3 x 108 cm de nanotubos de carbono por centímetro cuadrado de material, lo cual es aproximadamente 3 x 106 micrones de nanotubos de carbono por 100 micrones cuadrados de material. Es posible que la dispersión de los nanotubos de carbono en el líquido portador pueda formularse de tal manera que el material nanoestructurado terminado tenga aproximadamente 1 x 1010 micrones de nanotubos de carbono por 100 micrones cuadrados de material. En otra modalidad, la suspensión de nanotubos de carbono adicionalmente comprende un material de soporte que se dispersa con los nanotubos de carbono que puede elegirse de los polímeros, cerámicas, y metales, descritos en la presente, y cuya morfología puede estar en una forma elegida de fibras, perlas, partículas, alambres, láminas, hojas, y cualquier combinación de los mismos. Estos materiales de soporte pueden usarse solo para proporcionar suporte durante la fabricación de la estructura tridimensional y/o puede llegar a formar parte del material nanoestructurado. Alternativamente, algunos de estos materiales puede sacrificarse, lo cual significa que son removidos por un procesamiento subsiguiente, tal como un proceso térmico o químico, para eliminarlos de la estructura final, dejando a la vez una estructura estable que comprende completamente componentes de nanotubos de carbono. El material de soporte de sacrificio puede usarse para ayudar a exfoliar el nanomaterial durante la producción o puede usarse en aplicaciones que no requieren las propiedades del material de soporte en el producto final, tal como en ciertas aplicaciones de alta resistencia o de armadura/balística, pero puede necesitarse en la producción. En una modalidad alternativa, el material de soporte previamente descrito se convierte en un material activo. Por ejemplo, cuando se usan nanotubos de carbono, las fibras, tales como las fibras de vidrio antes mencionadas se convierten en el material de soporte. En esta modalidad alternativa, las fibras, cuando se recubren con el material de metal-oxígeno descrito anteriormente, se convierten en el material activo para remover contaminantes del fluido. La flexibilidad y adaptabilidad de los métodos descritos en la presente hacen posible la producción a gran escala de material nanoestructurado para un sistema basado en nanotubos de carbono, fibras de vidrio, o una combinación de nanotubos de carbono y fibras de vidrio. Como se indica, los nanotubos de carbono, las fibras de vidrio, especialmente recubiertas con un componente de metal-oxígeno, o ambos pueden ser el material activo. Los ejemplos no limitantes de los métodos usados para la manufactura de los materiales nanoestructurados descritos en la presente incluyen un proceso de filtración por presión diferencial o un proceso de polimerización nanoestructurado. Cada uno de estos procesos, incluyendo aquellos descritos más detalladamente más adelante, pueden crear una nanoestructura con nanomateriales incrustados en ellos o compuestos de ellos . En una modalidad no limitante, el método podría comprender la deposición química o física de vapor de por lo menos un material elegido de las cerámicas, metales y polímeros descritos anteriormente. Durante este método, la deposición comprende depositar por lo menos uno de los polímeros, cerámicas, y metales antes mencionados cerca de los puntos de intersección o en cualquier lugar sobre la superficie externa de los nanotubos de carbono en el material nanoestructurado . Para mejorar su suporte estructural y unión a otras entidades, todo el material nanoestructurado puede recubrirse con los metales, plásticos o cerámicas antes mencionados. Además, la integridad estructural del material nanoestructurado puede mejorarse por tratamiento químico, eléctrico, electromagnético, térmico, o mecánico o cualquier combinación de los mismos. En modalidades no limitantes, el tratamiento mecánico podría incluir enrollar el material a presión, el tratamiento eléctrico podría realizarse durante un tiempo suficiente para efectuar la electromigración . Además, la fusión de los materiales en el nanomaterial puede realizarse por procesamiento de irradiación, eléctrico, químico, bioquímico, térmico, o mecánico, ya sea independientemente o conjuntamente entre sí. Por ejemplo, el procesamiento por irradiación puede comprender irradiación de haces electrónicos, radiación UV o IR, rayos X, y radiación de ionización. El procesamiento químico puede comprender tratar los nanotubos de carbono con al menos una sustancia química seleccionada de ácidos, bases, carboxilos, peróxidos, y aminas durante un tiempo suficiente para facilitar la fusión entre sí de los nanotubos de carbono. Similarmente, el procesamiento químico puede comprender la unión fotoquímica durante un tiempo suficiente para obtener entrelazamiento químico . En una modalidad, la fusión comprende calentar la nanoestructura en un horno a una temperatura por debajo del punto de fusión de los otros componentes que actúan como material de soporte y/o aglutinante. Por ejemplo, una fibra polimérica bicomponente fabricada de tal manera que la capa externa de la fibra se ablanda y se une con otras fibras bicomponentes , componentes de nanotubos de carbono, y/u otros componentes en el material. Este proceso puede realizarse en vacio, o en una atmósfera seleccionada de gases inertes o aire . Cualquiera o todos los métodos descritos anteriormente puede generalizarse adicionalmente ara construir un material de nanomalla de capas múltiples en donde cada capa puede ser de la misma composición o diferente de las otras capas en el material en capas. Además cada capa puede diseñarse específicamente para proporcionar cierto comportamiento deseado al material de capas múltiples resultante. Además, algunas de estas capas pueden incluir capas no compuestas de nanomaterial y cuya presencia proporciona propiedades mecánicas, eléctricas y/o térmicas o actúan para establecer un espaciamiento entre membranas para las capas de nanomalla. C . Artículos Elaborados por los Métodos Descritos Por lo tanto, también se proporciona en un aspecto de la presente descripción un artículo elaborado por el método descrito para remover contaminantes de un fluido, que abarca tanto líquidos como gases. Ejemplos no limitantes de líquidos que pueden limpiarse usando el artículo descrito incluyen agua, alimentos, fluidos biológicos, petróleo y sus subproductos, combustibles no petrolíferos, medicinas, solventes orgánicos e inorgánicos, y formas líquidas de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono, como los utilizados en propulsores de cohetes o en aplicaciones industriales.

Ejemplos no limitantes de alimentos que pueden tratarse con este articulo comprenden subproductos de animales (tales como huevos y leche) , jugo de fruta, bebidas alcohólicas y no alcohólicas, jarabes naturales y sintéticos, y aceites naturales y sintéticos usados en cocina o en la industria alimenticia [tales como aceite de oliva, aceite de cacahuate, aceites de flores (girasol, cártamo) , aceite de vegetales, o aceites derivados de fuentes animales (es decir, mantequilla, manteca)], o cualquier combinación de los mismos. Como un ejemplo, se adicionan con frecuencia sulfitos al vino para evitar la decoloración y ayudar a la conservación. Sin embargo, los sulfitos hacer surgir preocupaciones para la salud y deben evitare. Un aspecto de la presente invención podría incluir la remoción dirigida de sulfitos durante el surtido, beneficiando a la industria del vino de los procesos de purificación descritos en la presente. Los fluidos biológicos que pueden descontaminarse con el artículo descrito en la presente podrían derivarse generalmente de un animal, un humano, una planta, o comprender un caldo de cultivo/crecimiento en el procesamiento de un producto biotecnológico o farmacéutico. En una modalidad, los fluidos biológicos que pueden limpiarse comprenden sangre (o componentes de la sangre) , sueros, y leche. Los reactivos biológicos usados en productos farmacéuticos con frecuencia son muy lábiles y difíciles de esterilizar mediante técnicas convencionales. La remoción de microorganismos pequeños (tales como Mycoplasma y virus) no puede lograrse por filtración convencional. El articulo de nanomalla de carbono inventivo puede usarse para la remoción viral que ocasiona daño a las proteínas de sueros a menudo presentes y necesarias en reactivos biológicos. En una modalidad, las propiedades físicas y químicas de la nanomalla pueden controlarse para permitir la remoción de contaminantes que son creados durante la fabricación de fármacos. En otra modalidad, el artículo inventivo puede usarse para la esterilización de productos petrolíferos. Un problema de contaminación significativo es el crecimiento latente de bacterias en el petróleo o sus derivados durante el almacenamiento, lo cual ha sido un problema particularmente con el combustible para aviación. La presencia de tales bacterias puede ensuciar severamente y eventualmente arruinar el combustible. Consecuentemente, un área principal de preocupación en el área de la purificación de líquidos es la limpieza de bacterias de productos petrolíferos naturales y/ sintéticos. Los petrolíferos naturales y/o sintéticos y sus subproductos incluyen combustibles para aviación, automotrices, marinos, locomotrices, y de cohetes, aceites y lubricantes industriales y para máquinas, y aceites y gases de calentamiento. Otro problema de contaminante significativo con los productos petrolíferos es el alto contenido de azufre y noveles excesivos de ciertos metales, siendo un ejemplo notable el plomo. Las regulaciones gubernamentales prohiben concentraciones de azufre y plomo en combustibles hidrocarburos (usados en motores de combustión interna) que exceden cantidades específicas (MCL - nivel de contaminación máxima, por sus siglas en inglés). Consecuentemente, existe una necesidad por un artículo para remover contaminantes químicos específicos del petróleo sin agregar otros constituyentes no deseados. En una modalidad, el artículo descrito en la presente puede usarse para remover azufre y/o metales específicos del hidrocarburo u otros tipos de combustibles, tales como gases usados en celdas combustibles. Como muchos de los contaminantes anteriores pueden dispersarse en el aire, existe una necesidad por un artículo para limpiar gases usando un material elaborado a partir del proceso descrito. Consecuentemente, otro aspecto de la presente invención incluye un método de limpieza del aire para remover cualquiera de los contaminantes mencionados anteriormente. Ejemplos no limitantes de gases que pueden limpiarse usando el artículo descrito en la presente incluyen uno o más gases seleccionados del aire, o escapes de vehículos, tubos de escape, chimeneas, o cigarrillos. Cuando se usa para limpiar aire, el artículo puede adoptar una forma plana para proporcionar una mayor área superficial para que fluya el aire. Tales formas planas proporcionan el beneficio adicional de ser capaz de cortar fácilmente formas apropiadas para varios diseños de filtros, tales como los utilizados en máscaras para gases, asi como sistemas HVAC. Los siguientes gases que pueden tratarse de conformidad con la presente descripción, tales como lavados para limpiar el gas o removerlos del escape, incluyen argón, acetileno, nitrógeno, óxido nitroso, helio, hidrógeno, oxigeno, amoniaco, monóxido de carbono, dióxido de carbono, propano, butano, gas natural, etileno, cloro, o mezclas de cualquiera de los anteriores, tales como aire, óxido de nitrógeno, y gases usados en aplicaciones de buceo, tales como mezclas de helio/oxigeno. Además, debe notarse que lo que podría identificarse como un contaminantes en una aplicación de fluidos puede en realidad ser un producto deseado en otra. Por ejemplo, el contaminante puede contener metales preciosos o un producto farmacéutico benéfico. Por lo tanto, en una modalidad, puede ser benéfico separar, retener y recolectar los contaminantes en lugar de solo removerlos y destruirlos. La capacidad de "atrapar y liberar" contaminantes deseados permitir la separación de contaminantes útiles o de ciertos subproductos de reacción, puede lograrse afinando el potencial zeta y/o utilizando un control nanoelectrónico del articulo de nanomalla, como se describe más detalladamente más adelante. Las aplicaciones para los artículos descritos en la presente incluyen sitios de casas (por ejemplo, agua doméstica y filtración de aire), recreativos (filtración ambiental) , industriales (por ejemplo, recuperación de solventes, purificación de reactivos) , gubernamentales (por ejemplo, el Proyecto de Edificios Inmunes, usos militares, remediación ambiental), y médicos (por ejemplo, salas de operaciones, aire limpio y máscaras faciales) . Aunque no es necesario, la nanomalla descrita en la presente puede comprender nanotubos de carbono unidos entre si, u otro material. La unión y/o conexión de la nanomalla es resultado de fuerzas que actúan a escala nanométrica, cuyos ejemplos no limitantes son las fuerzas de Van der aals, enlace covalente, enlace iónico, restricciones geométricas, fuerzas electrostáticas, magnéticas, electromagnéticas, o de Casimir o combinaciones de las mismas. La presente descripción también se relaciona con un método de purificación de fluidos al poner en contacto el fluido contaminad con la nanomalla en el articulo descrito en la presente. En una modalidad, el método de purificación de fluidos comprende poner en contacto el fluido con una nanomalla, en donde los nanotubos de carbono están presentes en la nanomalla en una cantidad suficiente para reducir la concentración de por los menos un contaminantes en el fluido que se pone en contacto con la nanomalla o la zona de interacción creada por la nanomalla. Tal como aquí se emplea, "reducir las concentraciones de por lo menos un contaminante", significa una reducción de por lo menos un contaminantes hasta un nivel por debajo de aquél del fluido sin tratar, tal como por debajo de los niveles de concentración máxima (MCL) como lo definen las agencias reguladoras apropiadas o los requerimientos que rigen los estándares de calidad del fluido particular después de ser tratado con el articulo inventivo. Los nanotubos de carbono generalmente tienen dos formas. De pared simple o de paredes múltiples. Los nanotubos de carbono de pared simple comprenden una de estas estructuras tubulares de tal forma que los hexágonos interconectados se alinean uno con otro. Los nanotubos de carbono de paredes múltiples comprenden muchas capas concéntricas de estas estructuras tubulares. Pueden tener diámetros de decenas de nanómetros, y teóricamente pueden tener longitudes de hasta cientos de metros. Un aspecto de la presente descripción se relaciona con el uso de nanotubos de carbono que tienen una nanoestructura tubular o no tubular enrollada de anillos de carbono. Estos nanotubos de carbono son normalmente de pared simple, de paredes múltiples o combinaciones de las mismas, y pueden adoptar una variedad de morfologías. Por ejemplo, los nanotubos de carbono usados en la presente descripción pueden tener una morfología seleccionada de cuernos, espirales, hélices de hebras múltiples, resortes, dendritas, árboles, estructuras de nanotubos en forma de araña, unión en Y de nanotubos, y morfología de bambú. Algunas de las formas descritas anteriormente son definidas mas particularmente en M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, y P. Avouris, editores, Carbón Nanotubes: Synthesis, Structure, Properties, and Applications Topics in Applied Physics. 80. 2000, Springer Verlag; y "A Chemical Route to Crabon Nanoscrolls" , Lisa . Viculis, Julia J. Mack, y Richard B. Kaner; Science, 28 de febrero de 2003; 299, siendo incorporados ambos como referencia . En un aspecto, pueden usarse nanotubos de carbono cuya morfología ha sido modificada con un dímero de carbono, solo o en patrones. Por ejemplo, pueden usarse dímeros de carbono que han sido insertados en dos enlaces hexagonales, creando dos pentágonos y heptágonos adyacentes en el enlace de la cadena . También pueden usarse nanotubos de carbono que comprenden patrones de dímeros de carbono. Ejemplos no limitantes de tales nanotubos de carbono incluyen: tubos "con protuberancias", los cuales tienen dímeros de carbono adicionados simétricamente alrededor de la circunferencia del tubo para crear un abultamiento estable; tubos de "cremallera", que tienen dímeros adicionados horizontalmente a lo largo de la dirección axial en cada otro hexágono, creando octágonos simples alternantes y pares de pentágonos; y tubos de "cremalleras múltiples", que tienen seis "cremalleras" axiales (descritas anteriormente) espaciadas por hileras hexagonales alrededor de un tubo. En un aspecto del articulo descrito, una mayoría de los nanotubos de carbono son distorsionados por defectos cristalinos de tal manera que presentan un mayor desempeño de purificación que los nanotubos de carbono no distorsionados. "Defectos cristalinos" se refiere a sitios en las paredes tubulares de los nanotubos de carbono en donde hay una distorsión de la retícula en al menos un anillo de carbono. La frase "presenta un mayor desempeño de purificación" significa que la nanomalla demuestra ya sean mejoramientos a la integridad estructural del material resultante, su porosidad, su distribución de porosidad, su conductancia eléctrica, su resistencia al flujo de fluidos, restricciones geométricas, o cualquier combinación de los mismos que dan lugar a un mejoramiento de la remoción de contaminantes. Por ejemplo, el mayor desempeño a la purificación puede deberse a propiedades de adsorción o absorción mejoradas o más eficientes de los nanotubos de carbono individuales. Además, cuantos mayores defectos existan en los nanotubos de carbono, mayores sitios existirán para la unión de grupos funcionales químicos. En una modalidad, al aumentar el número de grupos funcionales presentes en la nanomalla se mejora el desempeño del artículo resultante. D . Tratamiento de Nanotubos de Carbono A diferencia de la discusión anterior acerca de los componentes opcionales que pueden agregarse al fluido portador, la siguiente discusión se relaciona con el tratamiento directo de los nanotubos de carbono, que puede realizarse antes de dispersar los nanotubos de carbono en el fluido portador. Sin embargo se aprecia, que el método descrito permite que el tratamiento del fluido portador y de los nanotubos de carbono se realice por separado o conjuntamente, dependiendo del resultado deseado. Por ejemplo, se entiende que los nanotubos de carbono pueden funcionalizarse como se describe más adelante, para ayudar a su dispersión en el fluido portador, y que el fluido portador puede comprenden adicionalmente componentes que mejoran la integridad del producto final. Por lo tanto, los nanotubos de carbono también pueden experimentar tratamientos químicos y/o físicos para alterar su comportamiento químico y/o físico antes de ser agregados al fluido portador. Estos tratamientos se realizan típicamente para permitir que el artículo resultante presente las propiedades deseadas, tales como un desempeño de purificación único, en el sentido definido líneas arriba. Ejemplos no limitantes de algunas propiedades de purificación únicas se proporcionan en los ejemplos de la presente descripción . En una modalidad, los nanotubos de carbono pueden tratarse químicamente o físicamente para lograr por lo menos uno de los siguientes efectos: remover contaminantes, agregar efectos, o unir grupos funcionales a sitios de defecto y/o a la superficie del nanotubo. En la presente, "tratamiento químico o físico" significa tratar con ácido, solvente o un oxidante durante un tiempo suficiente para remover constituyentes no deseados, tales como carbón amorfo, óxidos, o cantidades en trazas de subproductos que resultan del proceso de fabricación de nanotubos de carbono. Un ejemplo del segundo tipo de tratamiento químico es exponer los nanotubos de carbono a un oxidante durante un tiempo suficiente para crear una densidad de defecto deseado sobre la superficie del nanotubo de carbono. Un ejemplo del tercer tipo de tratamiento químico es unir grupos funcionales específicos que tienen un potencial zeta deseado (como se define en Johnson, P.R. Fundamentales of Fluid Filtration, 2a. edición, 1998, Tall Oaks Publishing Inc., cuya definición se incorpora en la presente como referencia) . Esto actuará para afinar el potencial zeta o el punto isoeléctrico (pH en donde el potencial zeta es cero) de los nanotubos de carbono de manera suficiente para remover un conjunto específico de contaminantes deseados de un fluido particular . En otra modalidad, los nanotubos de carbono comprenden átomos, iones, moléculas, o cúmulos unidos a los mismos, en una cantidad efectiva para ayudar en la remoción y/o modificación de contaminantes del fluido. Los nanotubos de carbono descritos en la presente también pueden tratarse para alterar sus propiedades, asi como los contaminantes que pueden removerse de y/o modificarse en el fluido. Por ejemplo, en una modalidad, los nanotubos de carbono son tratados químicamente con un oxidante, seleccionado de, pero sin limitarse a un gas que contiene oxígeno, ácido nítrico, ácido sulfúrico, peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, y combinaciones de los mismos. Los nanotubos que han sido tratados con un oxidante pueden proporcionar propiedades únicas, ya sea en términos de flujo de fluidos, dispersión de los nanotubos en el fluido de deposición, o desde una perspectiva de funcionalización (por ejemplo, teniendo la capacidad de estar particularmente funcionalizados . La funcionalización se realiza generalmente modificando la superficie de los nanotubos de carbono empleando técnicas químicas, incluyendo química húmeda o química de vapores, gases o plasma, y técnicas químicas asistidas por microondas, y el uso de química superficial para unir materiales a la superficie de los nanotubos de carbono. Estos métodos se usan para "activar" los nanotubos de carbono, lo cual se define como la ruptura de por lo menos un enlace C-C o C-heteroátomo, proporcionando asi una superficie para unir una molécula o cúmulo a los mismos. En una modalidad los nanotubos de carbono funcionalizados comprenden grupos químicos, tales como grupos carboxilo, unidos a la superficie, tales como las paredes laterales externas del nanotubo de carbono, Además la funcionalización de los nanotubos puede ocurrir a través de un procedimiento de etapas múltiples en donde se adicionan secuencialmente grupos funcionales al nanotubo para llegar a un nanotubo específico funcionalizado deseado. Los nanotubos de carbono funcionalizados pueden comprender una composición no uniforme y/o densidad de grupos funcionales incluyendo el tipo o especies de grupos funcionales a través de la superficie de los nanotubos de carbono. Similarmente, los nanotubos de carbono funcionalizados pueden comprender un gradiente substancialmente uniforme de grupos funcionales a través de la superficie de los nanotubos de carbono. Por ejemplo, puede existir, ya sea en la longitud de un nanotubo o dentro de una colección de nanotubos, muchos tipos de grupos funcionales diferentes (es decir, grupos hidroxilo, carboxilo, amida, amina, poliamina y/u otros grupos químicos funcionales) y/o densidades de funcionalización .

Además, otros componentes de la nanomalla, tales como fibras y/o nanoparticulas , también pueden funcionalizarse con grupos químicos, decoraciones o recubrimientos o combinaciones de los mismos para cambiar su potencial zeta y/o capacidades de entrecruzamiento de enlaces y mejorar así el desempeño de filtración de la nanomalla. Un ejemplo no limitante de realización de una funcionalización de etapas múltiples es una que permita que el potencial zeta de nanotubos de carbono se controle y mejore su capacidad para remover virus. Los nanotubos de carbón son reflujados en una mezcla de ácidos. Aunque sin tratar de apegarse a ninguna teoría, se cree que dicho proceso aumenta el número de defectos en la superficie del nanotubo, aumentando los grupos funcionales carboxilo unidos a los sitios de defecto, y/o cambia el potencial zeta de los nanotubos debido a su carga negativa de grupos funcionales carboxilo en agua. Los nanotubos funcionalizados con carboxilo pueden reflujarse entonces en una solución de cloruro de tionilo en una atmósfera de nitrógeno. Sin apegarse a ninguna teoría, se cree que esto actúa para convertir los grupos funcionales carboxilo previamente unidos a grupos funcionales cloruro. Enseguida, estos nanotubos funcionalizados con cloruro de acilo son reflujados en una solución de etiléndiamina nuevamente en una atmósfera de nitrógeno. Se cree que esto reacciona con los grupos amina en el extremo de la diamina con el grupo funcional cloruro de acilo, convirtiendo asi el grupo funcional cloruro de acilo a un grupo funcional 2-aminoetilamida por el reemplazo del átomo de cloro con un grupo amina de la diamina. La terminación de la funcionalización del nanotubo con un grupo amina, impartirá una carga positiva al nanotubo en agua, dándole un potencial zeta positivo o menos negativo. Lo anterior permitiría construir una nanomalla con nanotubos de este tipo para dirigirse específicamente a contaminantes cargados negativamente (tales como aniones, ciertas moléculas, y partículas de virus) para capturar fuerzas de Van der Waals y/o fuerzas electrostáticas, dando lugar a su remoción de la corriente contaminante. En otra modalidad, los nanotubos de carbono también pueden usarse para el andamiaje molecular de alta área superficial ya sea para grupos funcionales que comprenden receptores orgánicos y/o inorgánicos o para proporcionar estructura o soporte para células naturales o creadas por bioingeniería [incluyendo bacterias, nanobacterias, y bacterias extremofílicas] . Ejemplos de nanobacterias, incluyendo imágenes de nanobacterias en sedimentos y rocas de carbonatos pueden encontrarse en las siguientes referencias, que se incorporan en la presente como referencia. R.L. Folk, J. Sediment. Petrol. 63:90-999 (1993), R.H. Sillitoe, R.L.

Folk y N. Saric, Science 272:1153-1155 (1996). Los receptores orgánicos y/o inorgánicos dirigirán selectivamente la remoción de contaminantes específicos de una corriente de fluido. Las células naturales o creadas por bioingeniería soportadas por los nanotubos consumirán, metabolizarán, neutralizarán, y/o biomineralizarán contaminantes específicos biológicamente activos. Por ejemplo, existen microorganismos específicos adheridos a los nanotubos que pueden reducir la toxicidad de derrames de aceite. En otro aspecto de la presente invención, los nanotubos de carbono, el material de los nanotubos de carbono, o cualquier submontaje de los mismos pueden tratarse con radiación. La radiación puede elegirse pero no limitarse a la exposición de radiación electromagnética y/o al menos una partícula seleccionada de electrones, radionúclidos , iones, partículas, cúmulos, moléculas o cualquier combinación de los mismos. Como se reveló anteriormente, la radiación debe chocar sobre el nanotubo de carbono en una cantidad suficiente para 1) romper al menos un enlace carbono-carbono o carbono-heteroátomo ; 2) realizar el entrecruzamiento de enlaces entre nanotubo-nanotubo, nanotubo a otro constituyente de nanomalla, o nanotubo a substrato; 3) realizar la implantación de partículas, 4) mejorar el tratamiento químico de los nanotubos de carbono, o cualquier combinación de los mismos. La irradiación puede dar lugar a una dosificación diferencial de los nanotubos (por ejemplo debido a una penetración diferencial de la radiación) que ocasiona una estructura defectuosa no uniforme en la estructura de la nanomalla. Esto puede usarse para proporcionar una variación de propiedades, a través de una variación de grupos funcionales unidos a los nanotubos de carbono . Los nanotubos de carbono descritos en la presente también pueden rellenarse o impregnarse con un material deseado para lograr ciertas propiedades benéficas. Los términos "rellenado" o "impregnado" pueden usarse en forma intercambiable, y se refieren a los nanotubos de carbono que están por lo menos parcialmente rellenados con una substancia de interés. La substancia rellenada o impregnada en el nanotubo de carbono puede mejorar típicamente el desempeño de filtración de la nanomalla y/o específicamente redirigir su aplicación. Un ejemplo no limitante es el mejoramiento a través de la mayor afinidad del nanotubo para contaminantes específicos. Por ejemplo, si un artículo va a usarse para remover un contaminantes electronegativo, tal como complejos de arsénico en agua, los nanotubos de carbono son impregnados primero con una substancia electropositiva. Además, los nanotubos de carbono, de conformidad con la presente descripción, pueden modificarse por recubrimiento o decoración con un material y/o una o muchas partículas para ayudar en la remoción de contaminantes de fluidos o aumentar otras características de desempeño tales como resistencia mecánica, conductividad volumétrica, o características mecánicas. A diferencia de los nanotubos de carbono funcionalizados , los nanotubos de carbono recubiertos o decorados están recubiertos con una capa de material y/o una o muchas partículas que, a diferencia de un grupo funcional no están necesariamente unidas químicamente al nanotubo, y que cubren un área superficial del nanotubo suficiente para mejorar el desempeño de filtración de la nanomalla. Los nanotubos de carbono en el artículos descrito en la presente también puede doparse con constituyentes para ayudar en la remoción de contaminantes de fluidos. Tal como aquí se emplea, un nanotubo de carbono "dopado" se refiere a la presencia de iones o átomos, diferentes al carbono, dentro de la estructura del cristal de las láminas enrolladas de carbono hexagonal. Los nanotubos de carbono dopados significa que por lo menos un anillo hexagonal es reemplazado con un átomo que no es carbono. En otra modalidad, los nanotubos de carbono como se describen en la presente podrían decorarse por medio de un cúmulos o de cúmulos de átomos o moléculas. Tal como aquí se emplea, "decorado" se refiere a un nanotubo de carbono recubierto. Un "cúmulo" significa por lo menos dos átomos o moléculas unidas por cualquier enlace químico o físico.

Los cúmulos pueden presentar propiedades de puntos cuánticos que resultan en un nanocristal fotoestable, de color ajustable, con un espectro de absorción y un pico de emisión estrecho. Los cúmulos, incluyendo puntos cuánticos, pueden comprender metales, no metales y combinaciones de los mismos. Estos cúmulos unidos pueden fotoactivarse subsiguientemente para remover, contaminantes inhabilitar y/o destruir contaminantes. Un punto cuántico es una partícula de materia tan pequeña que puede detectarse la adición o remoción de un electrón, y cambia sus propiedades en una forma útil. En una modalidad, un punto cuántico es un cristal semiconductor con un diámetro de unos pocos nanómetros, también llamado nanocristal, que debido a su tamaño pequeño se comporta como un pozo de potencial que confina electrones en tres dimensiones a una región de unos pocos nanómetros. Las moléculas o cúmulos pueden incluir compuestos inorgánicos que contienen por lo menos un átomo de metal seleccionado de: litio, sodio, magnesio, aluminio, potasio, calcio, escandio, titanio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre, zinc, galio, rubidio, estroncio, itrio, zirconio, niobio, molibdeno, rodio, paladio, plata, indio, estaño, cesio, bario, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometió, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio, lutecio, hafnio, tantalio, tungsteno, osmio, iridio, platino, oro, bismuto y por lo menos un átomo de no metal seleccionado de: hidrógeno, boro, carbono, nitrógeno, oxigeno, flúor, silicio, fósforo, azufre, cloro, bromo, antimonio, yodo, y combinaciones de los mismos . Las moléculas o cúmulos también pueden incluir compuestos orgánicos que contienen por lo menos una proteina, incluyendo polímeros naturales compuestos de aminoácidos unidos por enlaces péptidos, carbohidratos, polímeros, aromáticos o alcoholes alifáticos, y ácidos nucleicos o no nucleicos, tales como ARN y ADN. Ejemplos no limitantes del compuestos orgánico pueden comprender por lo menos un grupo químico seleccionado de carboxilos, aminas, árenos, nitrilos, amidas, alcanos, alquenos, alquinos, alcoholes, éteres, ésteres, aldehidos, cetonas, poliamidas, poianfífilos , sales de diazonio, sales metálicas, pirenilos, tioles, tioéteres, sulfhidrilos , silanos, y combinaciones de los mismos. La lista anterior de materiales poliméricos, cerámicos, metálicos, y biológicos abarca los mismos materiales que pueden rellenar, funcionalizar , o recubrir los nanotubos de carbono. Se ha descubierto que tales materiales pueden unirse a, o colocarse en los nanotubos de carbono con facilidad si la superficie de los nanotubos de carbono está defectuosa a propósito .

E. Fibras Incluidas en la Nanomalla La nanomalla descrita en la presente también puede comprender fibras que actúan para mantener la dispersión (o exfoliación) de los nanotubos de carbono durante el procesamiento, y/o que pueden agregar integridad mecánica al substrato de deposición o al producto final. Tales fibras pueden sacrificarse (removerse de la estructura durante el procesamiento adicional, tal como por tratamientos químicos o térmicos) o pueden permanecer como parte integral del dispositivo terminado. Tal como aquí se emplea, el término "fibra" significa un objeto de longitud L y diámetro D de tal forma que L es mayor que D, en donde D es el diámetro del círculo en el cual está inscrita la sección transversal de la fibra. Por ejemplo, la relación de aspecto L/D (o factor de forma) se elige en el intervalo, por ejemplo, de 2 a 109, tal como de 5 a 107 y adicionalmente tal como de 5 a 106. Típicamente estas fibras tienen un diámetro que va de 1 nm a 1 mm, tal como de 10 nm a 100 µ. Las fibras que pueden usarse en la composición descrita en la presente pueden ser fibras minerales u orgánicas de origen sintético o natural. Pueden ser cortas o largas individuales u organizadas, por ejemplo, trenzadas, y huecas o sólidas. Pueden tener cualquier forma, y pueden, por ejemplo, tener una sección transversal circular o poligonal (cuadrada, hexagonal u octagonal), dependiendo de la aplicación especifica pretendida. Las fibras tienen un intervalo de longitud por ejemplo, de 10 nm a 10 m, tal como de 20 nm a 1 cm. Su sección transversal puede estar dentro de un circulo de diámetro que va, por ejemplo, de 1 nm a 1 mm. Las fibras pueden ser aquellas utilizadas en la manufactura de textiles derivadas de biomineralización o biopolimerización, tal como fibra de seda, fibra de algodón, fibra de lana, fibra de lino, fibras de plumas, fibra celulósica extraída, por ejemplo, de madera, legumbres o algas . También pueden usarse fibras médicas en la presente descripción. Por ejemplo, las fibras sintéticas que pueden reabsoberse pueden incluir: aquellas preparadas de ácido glicólico, y caprolactona ; fibras sintéticas que pueden reabsorberse del tipo que es un copolímero de ácido láctico y de ácido glicólico; y fibras de ésteres politereftálicos . Pueden usarse fibras que no pueden reabsorberse tales como hilos de acero inoxidable. Las fibras pueden elegirse de: (a) por lo menos un material polimérico seleccionado de polímeros simples o de componentes múltiples tales como nylon, acrílico, metacrílico, epoxi, cauchos de silicona, cauchos sintéticos, polipropileno, polietileno, poliuretano, poliestireno, policarbonatos , aramidas (es decir, Kevlar® y Nomex®) , policloropreno, polibutileno, tereftalato, poliparafileno tereftalamida, poli (P-fenileno tereftalamida ) , y poliéster éster cetona, poliésteres [por ejemplo, poli (etileno tereftalato), tal como Dacron®] , politetrafluoroetileno (es decir, Teflón®) , cloruro de polivinilo, acetato de vinilo, fluoroelastómero viton, metacrilato de polimetilo (es decir, Plexiglass®) , y un poliacrilonitrilo (es decir, Orion®) , y combinaciones de los mismos ; (b) por lo menos un material cerámico seleccionado de carburo de boro, nitruro de boro, espinela, granate, fluoruro de lantano, fluoruro de calcio, carburo de silicio, carbono y sus alótropos, óxido de silicio, vidrio, cuarzo, nitruro de silicio, alúmina, nitruro de aluminio, hidróxido de aluminio, boruro de hafnio, óxido de torio, cordierita, mullita, ferrita, zafiro, esteatita, carburo de titanio, nitruro de titanio, boruro de titanio, carburo de zirconio, boruro de zirconio, nitruro de zirconio, y combinaciones de los mismos; (c) por lo menos un material metálico seleccionado de aluminio, boro, cobre, cobalto, oro, platino, paladio, silicio, acero, titanio, rodio, iridio, indio, hierro, galio, germanio, estaño, tungsteno, niobio, magnesio, manganeso, molibdeno, níquel, plata, zirconio, itrio, sus óxidos, hidruros, hidróxidos y aleaciones de los mismos; (d) por o menos un material biológico o derivado del mismo seleccionado de algodón, celulosa, lana, seda, y plumas, y combinaciones de los mismos; y (e) por lo menos un nanotubo de carbono seleccionado de nanotubos de carbono de pared simple, de paredes dobles o de paredes múltiples que tienen una morfología alojada o no alojada de nanocuernos, nanoespirales , nanoresortes , dendritas, árboles, estructuras de nanotubos en forma de araña, uniones en Y de nanotubos, y morfología de bambú o hélices de hebras múltiples; (f) por lo menos un nanoalambre de óxido metálico o hidróxido metálico. Por ejemplo, un alambre de óxido metálico puede prepararse calentando alambres metálicos con oxígeno en un recipiente de reacción a una temperatura en el intervalo de 230-1000°C durante un periodo que va de 30 minutos a 2 horas. Los nanoalambres crecerán usando alambres de escala macro elaborados de cualquier metal mencionado anteriormente como una carga de alimentación. Los nanoalambres de óxido metálico resultantes puede estar en un tamaño en el intervalo de 1-100 nanómetros de diámetro, tal como 1-50 nanómetros de diámetro, incluyendo 2-5 nanómetros de diámetro. En un aspecto ventajoso de este proceso, la superficie del alambre base es desgastado para proporcionar una textura superficial resistente para permitir una mejor adhesión del nanotubo en la nanomalla así como mejorar el desempeño de purificación del artículo. Estos nanoalambres de óxido metálico o hidróxido metálico también pueden obtenerse de proveedores comerciales . F. Substratos Utilizados en el Dispositivo Una modalidad incluye un substrato soporte para depositar los nanotubos de carbono usando un proceso de presión diferencial, en donde el substrato es poroso o permeable al fluido portador para depositar lo nanotubos de carbono. El substrato de soporte poroso puede estar en cualquier forma adecuada para la forma del articulo resultante, tal como un bloque, tubo (o cilindro) , lámina o rollo, o puede comprender un material seleccionado de cerámica, carbono, metal, aleaciones metálicas, o plástico o combinaciones de los mismos. En una modalidad, el substrato comprende un material fibroso tejido o no tejido. Adicionalmente , cuando el substrato adopta la forma de una lámina, el substrato puede estar ya una lámina plana a aplanada o en forma plegada. La forma plegada se selecciona para aumentar el área superficial de la nanomalla expuesta a fluido contaminado, cuando se usa para purificar fluidos contaminados . En una modalidad, el substrato es un rollo de material sobre el cual se deposita la nanomalla. En este proceso, el rollo puede enrollarse a través de una serie de estaciones de deposición u otro procesamiento, ya sea en forma continuo o semicontinua, como se describió lineas arriba.

En otra modalidad, en donde la mala es creada por medio de un proceso de enrollado, puede usarse para enrollarse alrededor de un cilindro bloque u otra estructura de soporte hueco y poroso, para formar el medio filtrante. En otra modalidad, el substrato tubular poroso comprende un material de carbono, tal como carbón activado (a granel o en fibra) , cuya superficie externa es recubierta con los nanotubos de carbono descritos en la presente. En otra modalidad, también puede usarse una colección de nanoalambres de óxido/hidróxido metálico, elaborados como se describió anteriormente, como un substrato para la deposición de nanotubos de carbono usando un proceso de deposición de presión diferencial. La nanomalla de nanoalambre/nanotubo de carbono resultante puede o no tratarse térmicamente, mecánicamente, o químicamente para mejorar su integridad estructural y/o mejorar el desempeño de purificación del artículo. Los tratamientos químicos pueden incluir la funcionalización, recubrimiento o decoración de la nanomalla resultante con grupos químicos, metales, cerámica, plásticos, o polímeros. Además estos tratamientos químicos pueden realizarse de tal manera que el artículo de nanomalla reaccione químicamente o físicamente o interactúe con contaminantes para destruir, modificar, inmovilizar, remover, o separarlos. En otras modalidades, el substrato de soporte poroso utilizado durante el proceso de deposición de presión diferencial puede ser ya sea de sacrificio o usado solo temporalmente durante la deposición para formar la nanomalla en un método análogo a la manufactura de papel. G. Otras Manifestaciones del Dispositivo Otra modalidad del articulo comprende capas de nanomallas múltiples, cada una de las cuales puede ajustarse específicamente, e independientemente, por medio de su potencial zeta u otro medio para remover una distribución específica de contaminantes o para mejorar otras características de desempeño del artículo. La frase "otro medio" pretende significar el ajuste de las propiedades específicas de la capa de nanomalla de tal manera que su porosidad, la afinidad de contaminantes [por ejemplo, funcionalización de componentes de la nanomalla, receptores de contaminante ( s ) específico ( s ) ] , o resistencia (por ejemplo, agentes aglutinantes o de entrecruzamiento de enlaces utilizados) . En otra modalidad, la nanomalla contiene un agente aglutinante (tal como alcohol polivinílico) que actúa ara mejorar el desempeño de filtración del artículo. Dicho agente aglutinante puede introducirse dentro de la suspensión que contiene los nanotubos de carbono y otros componentes de la nanomalla antes de la formación de la estructura de la nanomalla.

En otra modalidad, la nanomalla puede formarse por medio de un proceso de automontaje. "Automontaje" significa que los componentes de la nanomalla se disponen por si solos en la estructura final de la nanomalla, Esto se logra mediante el control de restricciones eléctricas, magnéticas, químicas y geométricas mediante la elección de grupos funcionales, distribuciones de carga superficial, la composición o propiedades del agente de dispersión, cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, el ajuste de la distribución de cargas superficiales de los componentes de la nanomalla controla su comportamiento eléctrico, el cual a su vez determina cómo se disponen dentro de la estructura de la nanomalla ensamblada. Este automontaje ser cualquier forma que dé lugar a una patrón estructural mejorado dentro de la nanomalla que mejore las propiedades de remoción, porosidad, resistencia eléctrica, resistencia al flujo de fluidos, características de fortaleza o combinaciones de las mismas. Además, el automontaje anterior puede "dirigirse" mediante la imposición de un campo externo. Este campo aplicado trabaja al mismo tiempo con las propiedades de cualesquiera o todos los componentes de la nanomalla y/o el fluido en cual están suspendidos los componentes para guiar su montaje a la nanomalla resultante. Por ejemplo, una suspensión que contiene algunos o todos los componentes de la nanomalla pueden someterse a estimulación electromagnética durante la formación de la nanomalla para lograr una alineación deseada del componente y/o tramado para mejorar el desempeño de purificación del fluido. H. Mecanismos de Acción 1. Esterilización Fluida Sin desear apegarse a ninguna teoría, se cree que la nanomalla descrita en la presente forma una zona de interacción nanoscópica única que emplea fuerzas químicas y físicas para primero atraer después para modificar o separar microbios y otros patógenos de la corriente de fluido. Por ejemplo, se cree que durante la esterilización de un fluido, los microorganismos se ponen en contacto con la nanomalla, provocando que se apliquen a los microorganismos fuerzas enfocadas. Estas fuerzas primero atraen, después provocan la adherencia y/o modificación de las células. Es posible que esta modificación rompa las membranas celulares ocasionando daño celular interno, por lo tanto inhabilitando y/o destruyendo los microorganismos o su capacidad para reproducirse. En esta forma, los fluidos puede esterilizarse con efectividad con respecto a los microorganismos. Los microorganismos comunes están en el intervalo de tamaño de 1-5 micrones de largo y tal como por lo menos 100 veces más grandes que una nanoestructura tal como los nanotubos de carbono. Ejemplos conocidos de estos organismos incluyen E. Coli, Vibrio cholera, Salmonella typhi, Shigella dysenteriae, Cryptosporidium parvum, Giardia lamblia, Entamoeba histolytica, y muchos otros. Ejemplos de virus transmitidos a través del agua incluyen Polio, Hepatitis A, Rotavirus, Enterovirus y muchos otros. Ejemplos de agentes químicos incluyen, pero no se limitan a iones, metales pesados, pesticidas, herbicidas, toxinas orgánicas e inorgánicas, y toxinas microbianas (tales como las que causan el botulismo) .

Debido a las grandes diferencias en tamaños, se pueden aplicar fuerzas en la escala nanoscópica que son órdenes de magnitud más intensas que las basadas en tecnologías micro o macroscópicas. Por analogía con la forma que la luz enfocada proporciona la intensidad a un láser, las fuerzas enfocadas proporcionan la intensidad a la atracción a escala nanoscópica y/o la destrucción de microbios. Por lo tanto, las fuerzas mecánicas y eléctricas que están en escalas mayores ya sean muy pequeñas para ser efectivas o de energía muy intensa, en la escala nanoscópica pueden usarse para remover o destruir microorganismos con efectividad y eficiencia . Se cree que los mecanismos que son capaces de adsorber y después destruir microorganismos en este régimen nanoscópico pueden actuar independientemente o juntos uno con otro. Ejemplos no limitantes de tales mecanismos incluyen: - Penetración mecánica y/o abrasión de la pared celular a través de fuerzas enfocadas; - ondas vibratorias que provocan ya sea daño a la pared celular y canales de transporte y/o daño celular interno al ADN, ARN, proteínas, organelos, y simulares; - Cavitaciones de burbujas de ondas de choque en el líquido alrededor de los nanotubos de carbono que dañan la estructura celular; - Fuerzas electromagnéticas, electrostáticas y/o de Van der Waals que capturan y contienen a los contaminantes biológicos ; - Ruptura del enlace de hidrógeno en la vecindad de las nanoestructuras vía una acción zeta ocasionando daño a las paredes celulares y/o al ADN; Acidificación del ambiente alrededor de la nanoestructura , debido a funcionalizaciones específicas del nanotubo que atraen naturalmente iones H+ de ocurrencia natural, que dañan las paredes celulares y/o al ADN. Dado que la presión osmótica en una célula microbiana típica es mayor que el fluido circundante, suponiendo condiciones no fisiológicas, incluso un ligero daño a la pared celular puede ocasionar la ruptura total porque el contenido de la célula fluye desde una presión alta a una meno. Además, un daño suficiente al ADN de una célula viral o microbiana puede destruir por lo menos una capacidad del microorganismo a reproducirse o infectar células huéspedes haciendo que sea incapaz de provocar infección. 2. Purificación Nanoelectrónica de Fluidos De conformidad con la presente descripción, otro proceso de purificación de fluidos también se basa en el articulo de nanomalla. En este caso, se impone un campo electrostático o electromagnético sobre una nanomalla para controlar la purificación de un fluido. Muy similar al comportamiento de los dispositivos de separación electrostática, la imposición de un potencial eléctrico a través de la nanomalla puede remover contaminantes en la escala nanométrica. Además, este proceso puede usarse inversamente para limpiar el articulo filtrante . Además, toda la nanomalla puede estimularse con campos electromagnéticos dinámicos que, cuando se ajustan apropiadamente, excitarán vibraciones amplias en la nanomalla. Estas vibraciones podrían tener tanto efectos dañinos en microorganismos como inducir un efecto de autolimpieza ultrasónico. La utilidad del artículo inventivo, en este aspecto, es que se aprovecha la alta resistencia, alta rigidez (módulo de Young grande) , alta conductividad, y la propiedad piezoeléctrica de los nanotubos. Adicionalmente, para algunas aplicaciones, la imposición de un campo electromagnético más generalizado puede proporcionar un desempeño de purificación de fluidos que va más allá de las tecnologías existentes. Por ejemplo, en el caso de dos capas de nanomallas conductoras, la imposición de una corriente eléctrica genera un campo magnético entre capas de nanomallas. Este campo podría ajustarse para capturar todas las partículas cargadas de una corriente de fluido. 3. Desalinización de Líquidos De conformidad con la presente descripción, un proceso de desalinización de líquidos también se basa en el artículo de nanomalla descrito. Un mecanismos que se cree que es capaz de desalar líquido con la nanomalla descrita, es la imposición de un diferencial de voltaje entre dos o más membranas de nanomallas. En este caso, una membrana de nanomalla porta una carga positiva y otra membrana una carga negativa. El potencial aplicado hace que los cationes migren hacia la membrana cargada negativamente y que los aniones migren hacia la cargada negativamente. Debido a la gran área superficial (1000 m2/gramo) de los nanotubos de carbono, la aplicación de un diferencial de voltaje a través de la membrana de nanomalla crea un dispositivo de alta capacitancia, creando así una zona de separación iónica reversible, eficiente y compacta (es decir una trampa de iones ) . Una unidad de desalado podría incorporar dos o más capas paralelas de nanomalla conductora soportada que estén eléctricamente aislada una de otra. Las dos o más capas puede estar cargadas eléctricamente ya sea en un modo estático o activo. En el modo estático, por ejemplo, las capas de nanomalla podrían cargarse opuestamente para crear una trampa de sal entre ellas. En un dispositivo de modo activo con cuatro o más capas, por ejemplo, se aplicaría una señal de cuatro fases a las estructuras de nanomallas de capas múltiples de tal manera que las cuatro patas de la señal se apliquen a cuatro capas de nanomallas secuenciales . Este patrón se repite cada carta capa de nanomalla. En esta forma, la carga en cada capa de nanomalla y a través del dispositivo indexa secuencialmente en tiempo desde positivo a neutral hasta negativo a neutral. Realizado secuencialmente en tiempo crearía, electrónicamente, un capacitor virtual móvil dentro del dispositivo lo cual puede ocasionar que los iones de las sales migren en una dirección diferente a la del flujo del agua a través del dispositivo. El agua salada concentrada se acumularía al final del capacitor virtual y podría canalizarse fuera de un puerto de salmuera en el dispositivo, mientras que pasaría agua fresca a través del dispositivo. En la practica, debido a la naturaleza polarizada de la molécula de agua, los iones en la solución acosa tienen sus cargas blindadas por medio de una nuble de moléculas de agua que las rodean, lo cual se describe como la atmósfera DeBye. Debido a que esta nube de moléculas de agua es llevada junto con los iones al moverse, ésta actúa para aumentar la masa de iones efectiva y el radio iónico. Por lo tanto, puede imponerse una señal de AC de mayor frecuencia (es relación con la frecuencia requerida para inducir la separación de iones) a través de las capas de la membrana en el dispositivo de desalinización. El propósito de esta señal de mayor frecuencia es romper la atmósfera DeBye blindando los iones en solución. Como resultado de desprender esta corteza molecular de agua, los iones parecen más pequeños y menos masivos y pueden moverse con menos resistencia a través del fluido. Este aspecto de la invención mejora la eficiencia del dispositivo de desalinización. Adicionalmente, el dispositivo de desalinización descrito en la presente podría diseñarse para aprovechar las características de remoción biológica de la estructura de la nanomalla, como se discutió anteriormente, para purificar el agua fresca resultante. 4. Prevención de Biopelículas De conformidad con un aspecto de la presente descripción, las superficies de formación de biopelículas, debido a la unión y crecimiento de microbios contaminantes, pueden recubrirse con una capa de nanomaterial para evitar ya sea la unión o crecimiento subsiguiente de elementos indeseables, tales como moho y bacterias. Ejemplos no limitantes de tales nanomateriales incluyen elementos o compuestos que tienen propiedades antibacterianas (tales como resina de yodo, plata, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio, o triclosán) que se unen a la superficie o se ubican dentro del nanotubo de carbono o se unen a cualquier otro componente de la nanomalla.

I . Tipos de Contaminantes Removibles Mediante la Invención Ejemplos no limitantes de contaminantes que pueden removerse del fluido usando el articulo descrito incluyen, pero no se limitan a, los siguientes agentes biológicos: microorganismos patógenos [tales como virus (por ejemplo, viruela y hepatitis), bacterias (por ejemplo, ántrax, tifo, cólera), oocistos, esporas (tanto naturales como de armamento) , moho, hongos, coliformes, y parásitos intestinales], moléculas biológicas (por ejemplo, ADN, ARN) , y otros patógenos [tales como priones y nanobacterias (tanto naturales como sintéticas)]. "Priones" se definen como pequeñas partículas proteínicas infeccionas que resisten la inactivación mediante procedimientos que modifican ácidos nucleicos y la mayoría de otras proteínas. Tanto los humanos como los animales son susceptibles a las enfermedades por priones [tales como encefalopatía espongiforme bovina (BSE, por sus siglas en inglés, o mal de las vacas locas) en vacas, o enfermedad de Creutzfeld-Jacob (CJD, por sus siglas en inglés) en humanos] . "Nanobacterias" son bacterias a escala nanométrica, algunas de las cuales se ha postulado recientemente que ocasionan la biomineralización tanto en humanos como en animales. Además se ha postulado que las nanobacterias pueden desempeñar un papel en la formación de piedras en ríñones, algunas formas de enfermedad del corazón y mal de Alzheimer.

Además, también se sospecha que las nanobacterias ocasionan biomineralización y/o reacciones químicas, no deseadas, en algunos procesos industriales. Otros ejemplos no limitantes de contaminantes que pueden removerse de fluidos usando el artículo descrito incluyen, pero no se limitan a substancias nocivas, peligrosas o carcinógenas que comprenden moléculas orgánicas naturales y sintéticas (tales como toxinas, endotoxinas, proteínas, enzimas, pesticidas, y herbicidas), contaminantes inorgánicos (tales como metales pesados, fertilizantes, venenos inorgánicos ( y iones (tales como sal en agua marina o partículas aéreas cargadas). Las aplicaciones de fluido limpiado, específicamente agua limpia, incluyen agua potable, de irrigación, médica e industrial. Por ejemplo, como fuente de agua desionizada para procesos industriales, se incluyen, pero no se limita a, manufactura de semiconductores, enchapado de metales, y usos generales de la industria química y laboratorios. Más específicamente, los compuestos químicos que pueden removerse de fluidos usando el artículo descrito en la presente son remoción de átomos o moléculas objetivo que incluyen por lo menos un átomo o ión seleccionado de los siguientes elementos: antimonio, arsénico, aluminio, selenio, hidrógeno, litio, boro, carbono, oxígeno, calcio, magnesio, azufre, cloro. Niobio, escandio, titanio, vanadio, cromo, manganeso hierro, cobalto, níquel, cobre, zinc, galip, germanio, bromo, estroncio, zirconio, itrio, molibdeno, rodio, paladio, yodo, plata, cadmio, indio, cesio, estaño, bario, lantano, tantalio, berilio, cobre, flúor, mercurio, tungsteno, iridio, hafnio, renio, osmio, platino, oro, mercurio, talio, plomo, bismuto, polonio, radón, radio, torio, uranio, plutonio, radón y combinaciones de los mismos. J. Construcción Generalizada de la Invención Otro aspecto de la presente descripción se relaciona con un método de elaboración de un material de nanomalla para usarse en un artículo para remover contaminantes de fluidos, tal como un material que comprende nanotubos de carbono funcionalizados . 1. Preparación de Nanotubos de Carbono Funcionalizados Un proceso para preparar nanotubos de carbono funcionalizados generalmente comprende una sonicación inicial en un solvente de nanotubos de carbono comercialmente disponibles. Tales nanotubos de carbono incluyen polvo de nanotubos de carbono de paredes múltiples elaborados por cualquier proceso químico, tal como un proceso de horno de deposición química de vapor (CVD, por sus siglas en inglés) que tiene una pureza >95% en peso, y dimensiones características de 500 nm - 50 µ??, y 2-200 nm de diámetro. Por lo tanto, enseguida de, o simultáneamente con la sonicación, los nanotubos de carbono son tratados en ácido seleccionado pero no limitado a ácido nítrico, sulfúrico, clorhídrico, y/o fluorhídrico o combinaciones de los mismos. Estos ácidos pueden usarse individualmente para lavar los nanotubos de carbono, o usarse en varias combinaciones. Por ejemplo, en una modalidad, los nanotubos de carbono son lavados primero en ácido nítrico y después lavados en ácido fluorhídrico. En otra modalidad, los nanotubos de carbono son lavados en ácido sulfúrico después de ser lavados en ácido nítrico . El lavado ácido se realiza para remover cualquier contaminante, tal como carbón amorfo, o partículas de catalizadores y sus soportes que pueden interferir con la química superficial del nanotubo, y producir grupos funcionales (tales como carboxilo, por ejemplo) unidos a los sitios de defecto sobre la superficie de los nanotubos de carbono . Esta funcionalización también proporciona hidrofilicidad a los nanotubos de carbono, lo cual se piensa que mejora el desempeño de filtración del artículo resultante. Los nanotubos de carbono se someten entonces a un enjuagado final de agua destilada, y suspensión en un dispersante apropiado, tal como agua destilada, o un alcohol, tal como etanol o isopropanol. En una modalidad, se emplea sonicación, agitación y calentamiento a través de este proceso de funcionalización para mantener una dispersión adecuada de los nanotubos durante la limpieza. 2. Preparación de Fibras Tratadas con Oxidos Metálicos En una modalidad, el proceso de elaboración de una nanomalla para uso en el articulo descrito comprende mezclar los nanotubos de carbono funcionalizados previamente descritos con fibras de óxido metálico (tal como óxido de hierro) o hidróxido metálico (tal como hidróxido de hierro) tratadas (ya se recubierto o decorado) como se describe en la presente. La preparación de las fibras de vidrio tratadas con óxido metálico o hidróxido metálico puede comprender mezclar una solución que contiene óxido metálico o hidróxido metálico con fibras de vidrio comercialmente disponibles, tales como fibras que tienen un diámetro en el intervalo de 0.2 µp? - 5 µp?. En una modalidad, el proceso comprende agitar las fibras de vidrio con una mezcla de agua destilada y solución coloidal de óxido metálico o hidróxido metálico durante un tiempo suficiente para tratar la fibras de vidrio. La fibras tratadas pueden secarse entonces en un horno. 3. Preparación de Suspenciones Los ingredientes usados para elaborar la suspensión comprenden la solución de nanotubos de carbono funcionalizados y las fibras tratadas con óxido metálico o hidróxido metálico preparadas en los procesos antes mencionados. Para preparar las partes componentes de la suspensión, los nanotubos de carbono funcionalizados son dispersados primero en un medio apropiado, tal como agua, etanol, por medio de sonicación. Las fibras de vidrio tratadas con óxido o hidróxido metálico son dispersadas por separado en un recipiente, nuevamente en un medio apropiado, tal como agua o etanol. Estas dispersiones separadas son mezcladas entonces para formar una suspensión de nanotubos de carbono funcionalizados y fibras tratadas con óxido metálico o hidróxido metálico. En una modalidad, la estructura de la nanomalla final puede comprender diferentes capas de nanotubos de carbono funcionalizados y fibras de vidrio tratadas con óxido metálico o hidróxido metálico. Estas capas diferentes son formadas de una suspensión distinta elaborada a partir de relaciones de nanotubos de carbono y de fibra de vidrio tratada . 4. Deposición de la Nanomalla de Carbono El procedimiento para depositar la mezcla de nanotubos de carbono/fibra tratada incluye, pero no se limita a, recubrimiento de óxido metálico o hidróxido metálico de cualquiera de las fibras descritas en la presente. Por ejemplo, la nanomalla puede elaborarse a partir de la mezcla de nanotubos de carbono/fibra tratada usando una deposición por presión diferencial o montaje directo. En esta modalidad, el proceso de deposición utiliza presiones diferenciales a través del substrato para depositar la suspensión de fibras de nanotubos de carbono/fibra tratada con metal sobre un substrato de bloque de carbono. En esta modalidad, la diferencial de presiones aplicadas a través del substrato es tal que la presión es menor dentro de bloque de substrato. Esta presión diferencial obliga al fluido que comprende la suspensión a fluir a través del substrato, depositarla mezcla de nanotubos de carbono/fibras de vidrio sobre la superficie externa del substrato, formando asi la nanomalla. 5. Montaje del Articulo Después de que seca el material de nanomalla, el substrato recubierto es cubierto con papel protector poroso y una red de plástico gruesa para proteger el material de nanomalla. Después se unen tapas terminales a los bordes de la nanomalla sellada para evitar que el fluido se desvie de la nanomalla. Este montaje es incorporado entonces dentro de una envuelta externa que es sellada para formar el articulo para remover contaminantes de un fluido. K. Métodos para Determinar la Efectividad Usando técnicas microbiológicas establecidas, descritas en la presente, se ha demostrado que los filtros de nanomallas de carbono son capaces de remover más de 7 logaritmos de contaminante bacteriano (E. coli) y mas de 4 logaritmos de un sustituto para agentes virales (el bacteriófago MS 2). Estas capacidades de remoción exceden los requerimientos para remoción de bacterias y los niveles recomendados de remoción viral especificados por la US-EPA (Guidance Manual for Compliance with the Filtration and Disinfection Requirements for Public Water Systems Using Surface Water, U.S. Environmental Protection Agency, marzo de 1991). Pruebas independientes del articulo inventivo, han confirmado que el articulo satisface los estándares básicos para purificación de agua en los Estados Unidos. Se realizaron pruebas múltiples en muestras elaboradas usando los métodos descritos en general usando bacterias, tales como E. coli, y virus, tales como el bacteriófago MS 2. El bacteriófago MS 2, el cual se utiliza comúnmente como un sustituto en la evaluación de las capacidades de remoción de virus del dispositivo para agua para beber, es un virus masculino especifico de ARN de hebra simple, con un diámetro de 0.025 µp? y una forma icosahédrica . Su tamaño y forma son similares a otros virus portados en agua tales como los virus de la polio y la hepatitis, aunque el bacteriófago MS 2 no es un patógeno humano. El protocolo usado para probar la remoción de la bacteria E. coli y el bacteriófago MS 2 del agua en todos los ejemplos siguientes fueron consistentes con, y se adhirieron en general a: (i) el Procedimiento de Operación Estándar para la Propagación/enumeración del bacteriófago MS 2. Margolin, Aaron, 2001, University of New Hampshire, Durham, NH y (ii) Métodos Estándares para el Examen de Agua, Agua de Desecho, 20 Edición Estándar, Métodos Estándar, 1998, APHA, AW A, WEF, Washington DC, los cuales se incorporan aquí como referencia.

Al usar estos métodos descritos anteriormente y como se ejemplifica en los siguientes ejemplos, se observó una fuerte adherencia entre bacterias y nanotubos de carbono. Por ejemplo, las bacterias se adhirieron a la superficie de los nanotubos de carbono, especialmente cuando se dispersaron durante la sonicación. Se cree que la misma adherencia de la suspensión de E. coli ocurre cuando se pasa a través de la nanomalla descrita de nanotubos de carbono. Además, se observó evidencia de que la integridad de la célula bacteriana, puede verse parcialmente comprometida al interactuar con la nanomalla de carbono. Por ejemplo, la microscopía electrónica de la bacteria en presencia de nanotubos de carbono descritos en la presente reveló imágenes mostrando cierta penetración aparente de la corteza bacteriana/pared celular. Después de un periodo prolongado (24 horas) se obtuvo cierta disrupción aparentemente de un extremo inferior en la integridad de la pared celular, que, debido a la diferencia de presión osmótica entre el interior y el exterior de la célula, dio lugar a una falla catastrófica de la pared celular y la desintegración de la bacteria. Sin embargo, la disrupción de la integridad de la célula se evidenció inmediatamente después del contacto con los nanotubos de carbono, como se observo por microscopía óptica en un microscopio de fases. Además, las pruebas confirmaron la destrucción de algunas bacterias, como se evidenció por la presencia de por lo menos una cantidad de ADN y proteína bacteriana libres en el filtrado. Sin embargo, la mayoría de las células bacterianas permanecieron intactas inmediatamente después del contacto con los nanotubos. A pesar de que el articulo de nanomalla inventivo ha demostrado que remueve con efectividad bacterias de la corriente de efluente, la capacidad de los nanotubos para matar células bacterianas no se ha establecido aún, aunque es una posibilidad probable. Además, a través de otras pruebas del artículo inventivo, otros contaminantes, tales como aquellos descritos anteriormente (incluyendo metales, sales, contaminantes orgánicos, endotoxinas) pueden removerse del agua y aire. La invención se aclarará adicionalmente por medio de los siguientes ejemplos no limitantes, los cuales pretenden ser solo de ejemplo de la invención. EJEMPLO 1. Interacción de E . coli con Nanotubos de Carbono La interacción de cultivo bacteriano E. coli con una suspensión de nanotubos de carbono se investigó para determinar la efectividad de los nanotubos de carbono para unirse a, e inhabilitar subsiguientemente o destruir células bacterianas. Además, este estudio proporcionará ideas de los mecanismos activos en el articulo de nanopurificación . El procedimiento comparó una muestra sin tratar conteniendo cultivos bacterianos con una muestra mezclada de nanotubos de carbono. Las comparaciones se harán bajo amplificación elevada usando técnicas de microscopía óptica y fuerza atómica . Preparación de Suspensión de E . coli . Se hizo una suspensión de E. coli usando un ciclo biológico estéril ( comercialmente disponible) para remover un ciclo completo de cultivo madre reconstituido [obtenido de American Type Culture Collection (ATCC) , cultivo madre ATCC #25922] que se marcaron en una placa de agar de sangre comercialmente disponible. Esta placa se incubó después durante 12-18 horas a 36°C, se removió del incubador y se examinaron para determinar pureza. El uso de un ciclo biológico estéril (comercialmente disponible) un ciclo completo del cultivo incubado se removió y se colocó en 10 mi de caldo de soya tríptico comercialmente disponible (Remel cat . No. 07228) . La E. coli creció después en el caldo de tripcasa-soya resultante durante 18 horas a 37°C, seguido por centrifugación y suspensión, para formar un cultivo bacteriano concentrado de aproximadamente 5xl09 unidades formadoras de colonias (cfu)/ml en agua pura.

Funcionalización de Nanotubos de Carbono con Acido Nítrico Los nanotubos de carbono se trataron con solución de ácido nítrico para remover contaminantes (tales como carbón amorfo, o partículas de catalizadores y sus soportes que pueden interferir con la química superficial del nanotubo) , se aumentó el número de sitios de defectos cristalinos en los nanotubos y para unir el grupo químico carboxilo a estos sitios de defecto. Esta funcionalización también proporcionó un comportamiento hidrófilo a los nanotubos de carbono. El tratamiento se realizó mezclando 250 mg de nanotubos purificados en un volumen total de 35 mi de ácido nítrico concentrado en un tubo centrífugo, agitando bien y sonicando en un Sonicador Colé Parmer 8851 a potencia completa durante 10 minutos en un baño de agua a 50°C. La mezcla de ácido nítrico/nanotubos de carbono se centrifugo después a 2,500 rpm hasta que el sobrenadante estuvo transparente (6-10 minutos) y después el sobrenadante se decantó. El tratamiento con ácido nítrico se repitió, pero con 20 minutos de sonicación. Los nanotubos de carbono tratados con ácido nítrico se lavaron después con agua suspendiéndolos en 35 mi de volumen total de agua destilada, se sónico (como en líneas arriba) durante 10 minutos, centrifugó (como anteriormente) , después se decantó el sobrenadante. Este lavado de agua se repitió hasta el el pH fue de por lo menos 5.5 (aproximadamente 3-4 veces), la sonicación por 5 minutos cada vez . Preparación de las Soluciones de Prueba La suspensión de E. coli, preparada como se indicó anterior ente, se dividió entonces en dos partes iguales. La solución sin tratar (Solución de Prueba #1) se preparó diluyendo una de las suspensiones de E. coli divididas con agua destilada para obtener una concentración de E. coli de aproximadamente 2xl09 cfe/ml (dilución 2:5). La otra solución (Solución de Prueba # 2) se preparó por la adición de 25 mg de nanotubos funcionalizados a la otra suspensión de E. Coli. Esta solución se diluyo después con agua destilada para obtener la misma concentración de E. coli en la solución de Prueba #1. Esta dilución resulto en una concentración de nanotubos de carbono en la Solución de Prueba #2 de 625 ppm.

Ambas Soluciones de Prueba #1 y #2 se sonicaron simultáneamente con un Sonicador Branson-2510 durante 3 minutos. Estas soluciones de Prueba se centrifugaron en una centrifuga comercialmente disponible a 2500 rpm durante 2 minutos para formar gránulos, y el sobrenadante se decantó dejando 1 mi de sobrenadante. Los gránulos de las Soluciones de Prueba #1 y #2 se usaron entonces para hacer dos muestras (#1 y 2) descritas a continuación. Preparación de la Muestra #1 : Sin Nanotubos de Carbono La muestra #1 se preparó colocando una gota de la solución de prueba libre de nanotubos de carbono (Solución de Prueba #1) en una laca de microscopio de vidrio comercialmente disponible (American Scientific Products, Micro Slides, puros, Cat. M6145, tamaño 75 x 25 mm que se limpiaron con ácido sulfúrico y se enjuagaron con agua destilada) y se refrigeraron a 4°C durante 19 horas. Después de la refrigeración, se realizó un análisis de microscopía de fuerza atómica (AFM, por sus sigas en inglés) (sin fijación) usando un Sistema de Sonda de Barrido Veeco Dimensión 3100 en modo de golpeteo para investigar la muestra. La muestra #1 también se fijó térmicamente (por exposición breve a una flama abierta) y después de coloreó (con colorante Violeta Gram Crystal) seguido por un lavado con agua. Se efectuó microscopía óptica usando un microscopio óptico Olympus a lOOOx de amplificación y bajo aceite de inmersión. Se realizaron imágenes digitales con un Olympus DP10 CCD. Preparación de Muestra #2 : Nanotubos de Carbono Tratados Se preparó la muestra #2 clocando (y extendiendo) una gota de solución de nanotubos de carbono/E. coli (Solución de Prueba #2) sobre una placa de microscopio de vidrio como se describió anteriormente. La muestra se fijó térmicamente, se coloreó, y se levó a cabo microscopía óptica similar a la Muestra #1 anterior. La muestra #2 se colocó entonces en un refrigerador a 4°C durante 19 horas, tiempo después del cual se removió y se realizó análisis de AFM (como se describió anteriormente) similar a la muestra #1. La muestra #2 se regresó al refrigerador para 24 horas adicionales, después de lo cual se realizo nuevamente microscopía óptica. Resultados de los Análisis Microscópicos La muestra #1 (suspensión de bacterias con nanotubos de carbono) mostró células bacterianas E. coli distribuidas uniformemente sobre toda la superficie de la placa. La imagen muestra además que la bacteria tuvo bordes bien definidos, sugiriendo que las células de las bacterias estuvieron intactas. No se encontraron cambios en su forma después de 2 días de almacenaje en un estado seco en el refrigerador. Los resultados de las muestras de la solución tratada con nanotubos de carbono (muestra #2) demostró que las bacterias se agruparon sobre los nanotubos de carbono. La mayoría de los nanotubos se removieron cuando el exceso de la mancha se lavó de la placa. La concentración bacteriana se observó en los límites de los nanotubos de carbono. Hubo numerosas células bacterianas individuales presentes a través de toda la placa sin nanotubos de carbono (Muestra #1), las células bacterianas estuvieron ausentes de la mayor parte de la placa para las muestras con nanotubos de carbono (Muestra #2). Cualquier bacteria que estuvo presente en el último caso de empacó estrechamente cerca de los nanotubos de carbono, indicando que los nanotubos de carbono capturaron y contuvieron a la bacteria. La muestra #1 demostró E. coli empacada estrechamente entre sí. Las células bacterianas de células normales tuvieron límites agudos. La disminución del tamaño y la densidad de empacado de las bacterias se observó en la imagen de AFM de la muestra 1 antes del tratamiento térmico y la imagen óptica de esta muestra después de tratamiento térmico.

La muestra #2 mostró ciertas células en la vecindad de los nanotubos, con el límite de las paredes de células de E. coli difuso y/o dañado. De hecho, después de mezclar con los nanotubos, algunas de las células de E. coli, se desintegraron más allá del punto de reconocimiento. La presencia de algunos fragmentos difusos de E. coli también se observaron en la vecindad de los nanotubos. En la sonicación de E. coli y nanotubos de carbono funcionalizados en agua destilada, los dos componentes se aglomeraron. Se cree que esto se debe a la electrostática ay a las fuerzas de Van der Waals que actúan en la escalo nanométrica. En el límite de detección se observó que todas las bacterias en suspensión estuvieron en contacto con los nanotubos, y se adhirieron. No hubieron más células de E. coli libres en la solución #2. Esto ilustro la capacidad de los nanotubos de carbono dispersados a unirse fuertemente a, e inmovilizar bacterias. La desintegración de células de E. coli, cuando se notó, apareció después de que las células se pusieron en contacto intimo con los nanotubos, Como resultado estas células de bacterias parecieron perder sus limites de célula agudos y sus contenidos internos parecieron derramarse fuera de la célula. , En las células afectadas, el comienzo de este proceso se notó después de 3 horas, y después de 22 horas los contenidos internos se dispersaron tanto que fue difícil distinguir la forma de la célula. Una bacteria de alta motilidad, Pseudomonas fluorescens, crecida durante 12 horas en caldo de nutrientes (de Difco Laboratory) a temperatura ambiente, se mezcló con una solución de nanotubos de carbono. Visto bajo un microscopio de campo oscuro, la bacteria motil se observó nadar cerca y ser jalada hacia los nanotubos de carbono agregados y se unió firmemente a las fibras de nanotubos de carbono expuestas. En 5 minutos de contacto, toda la superficie del agregado de nanotubos de carbono se cubrió con cientos de bacterias intactas, las cuales se unieron obviamente de manera firme dado que parecieron luchar pero fueron incapaces de salir. Estas bacterias perdieron toda motilidad y se hicieron completamente rígidas en 30 segundos de contacto inicial con fibras de nanotubos de carbono. Esto indicó la capacidad de las fibras de nanotubos de carbono finamente dispersadas a unirse rápidamente a, e inmovilizar un gran número de bacterias. Esto confirma la base para la efectividad de los filtros de nanotubos de carbono en la remoción de microorganismos. EJEMPLO 2 : Articulo de Purificación Cilindrico Construcción del Articulo de Purificación Cilindrico a. Preparación de Fibra de Vidrio Tratada con Hidróxido de Hierro Se hizo una solución de 23.5 litros de agua destilada y 9.62 mi de hidróxido de sodio (NaOH) 10 N y se agitó durante 1 hora. Se adiciono una cantidad de 16.66 gramos de cloruro férrico (FeCl3.H20) y se agitó hasta que se alcanzó un pH final de aproximadamente 2.2 (aproximadamente 24 horas). A esta solución se agregaron 200 gramos de fibras de vidrio de un tamaño de 100-500 nm de diámetro y 300-500 µp de longitud ( John-Mansville ) y se agitó continuamente hasta que la solución estuvo clara (aproximadamente 3 horas) . La solución se diluyó con agua destilada para obtener una concentración de fibras de vidrio de 10 gramos/litro. b. Preparación de una Suspensión de Deposición Se preparó una suspensión usando una solución de nanotubos de carbono funcionalizados y fibras de vidrio tratadas con hidróxido de hierro previamente preparadas como se describió arriba. Para preparar las partes componentes de la suspensión, se suspendieron 5 g de los nanotubos de carbono funcionalizados ( carboxilados a través del procedimiento de lavado con ácido nítrico descrito en el Ejemplo #1) en 1 litro de agua y se colocaron en un baño a temperatura ambiente en un Sonicador Colé Parmer 8851 y se sonicaron a potencia completa durante 20 minutos. Se agregaron cuatro litros de agua destilada a la mezcla de nanotubos de carbono funcionalizados/agua para obtener una concentración de 1 mg de nanotubos de carbono funcionalizados por 1 mi de agua. Aproximadamente 10 mi de solución de fibra de vidrio decorada se colocó en un recipiente separado y se diluyó con 1 litro con agua destilada. Esta mezcla se combinó en una mezcladora comercial durante 5 minutos. Para mezclas la primera suspensión de deposición, se agregaron 600 mi de los nanotubos de carbono funcionalizados suspendidos (descritos arriba) a 960 mi de la solución de fibras de vidrio (relación en peso de 5:8 CNT/vidrio) . Esta mezcla se diluyó hasta 4 litros por la adición de una cantidad suficiente de agua destilada, y se sónico con un Sonicador de sonda Branson modelo 900B durante 10 minutos a potencia completa. c. Deposición de Nanomalla de Carbono La estructura de la nanomalla final se obtuvo por la deposición de una capa de la mezcla de nanotubos de carbono funcionalizados/fibra de vidrio recubierta con hidróxido de hierro sobre un substrato de bloque de carbono. El procedimiento para depositar la mezcla de nanotubos de carbono funcionalizados/ vidrio recubierto o decorado con hidróxido de hierro se describe a continuación. Se hizo un montaje de filtro cargando un bloque de carbono cilindrico sobre un mandril perforado. La cámara de deposición se rellenó con la suspensión de nanotubos de carbono/fibra de vidrio (relación 5:8). El montaje de filtro se conectó a una tubería de vacío que llega a una bomba de vacío Franklin Electronics Varían TriScroll y después de sumergió en la cámara de deposición rellenada. La bomba de vacío de unió al montaje de filtro, se encendió y toda la suspensión fue llevada a través del substrato de filtro de carbono a vacío, depositando una nanomalla sobre su superficie externa. Después de la deposición, el montaje de filtro depositado se remoción de la cámara de deposición, se mantuvo conectado a la bomba de vacío y el montaje de filtro de nanomalla depositada se secó a vacío durante 1-2 horas en un horno de secado a 50°C en una atmósfera de nitrógeno. El artículo filtrante completamente ensamblado estuvo compuesto de un núcleo filtrante de carbono central con la nanomalla de nanotubos de carbono funcionalizados y recubierta por un papel protector poroso mantenido en su lugar con una red de plástico cilindrica. Este cartucho se tapó y los bordes de la nanomalla se sellaron para evitar que el fluido se desviara de la nanomalla y se colocó en una envuelta externa para crear el producto final.

Efectividad del Articulo de Purificación Cilindrico Como una purificación de fluido se realizó una prueba de la forma cilindrica del articulo inventivo en agua contaminada con un cultivo bacteriano de E. coli [obtenido de American Type Culture Collection (ATCC) ] . Un ensayo bacteriano se realizó probando la nanomalla, elaborada de conformidad con el presente ejemplo (Ejemplo 2), con un fluido de prueba de cultivo madre de E. coli reconstituido ATCC #25922. Este fluido de prueba se realizó usando un ciclo biológico estéril (comercialmente disponible) para remover un ciclo completo del cultivo madre reconstituido y extendiéndolo sobre una placa de agar sanguíneo comercialmente disponible. Esta placa se incubó después durante 12-18 horas a 36°C. El cultivo se removió después del incubador y se examinó para determinar pureza. Usando un ciclo biológico estéril (comercialmente disponible) un ciclo completo del cultivo incubado se removió y se colocó en 10 mi de caldo de soya Tríptico comercialmente disponible (cat. Remel No. 07228). Entonces se desarrolló E. coli en el caldo se tripcasa-soya resultante por 18 horas a 37 °C para formar un cultivo de aproximadamente lxlO9 unidades formadoras de colonias (cfu)/ml. Se agregó una muestra de 1 mi al cultivo madre a 100 mi de agua para usarse para la pruebas, diluyendo así la concentración a aproximadamente lxlO7 cfe/ml. El agua de prueba resultante se pasó después a través del Articulo de Purificación Cilindrico. La prueba se realizó de acuerdo con los "Métodos Estándar para el Examen de Agua y Agua de Desecho" citado arriba. Los resultados de las pruebas que siguieron los protocolos descritos anteriormente establecieron la remoción consistente de bacterias E. coli mayor que 6 logs (>99.99995%) hasta mayor que 7 logs (>99.999995%) cuando el fluido de prueba se pasó a través de la nanomalla inventiva. Estos resultados de pruebas establecieron velocidades de remoción que excedieron los estándares de agua potable de la EPA (mencionados arriba) para la remoción de bacterias del agua. Lo estándares de la EPA dictan una remoción de 6 logs (>99.99995%) de bacteria E. coli para obtener agua potable. La purificación mejorada por mayores remociones en logaritmos de bacteria E. coli se ha logrado en tales pruebas, haciendo pasar una solución de concentración bacteriana (es decir, de prueba) por la nanomalla con mayores concentraciones de suspensión de prueba de bacterias E. coli, elaborada como se describió arriba. Tales pruebas con mayores concentraciones confirman velocidades de remoción mayores que 7 log (>99.999995% ) . Pruebas independientes de la nanomalla, usando los procedimientos de prueba descritos en este ejemplo, establecen a este material como una barrera contra las bacteria E. coli. Además, resultados de pruebas de laboratorio adicionales mostraron más de 6 logs de remoción de diferentes bacterias de prueba (Klebsilla terrigena y Brevindomonas) , confirmando que el material es una barrera general para bacterias. EJEMPLO 3 : Fabricación de un Articulo de Purificación Plano De manera análoga al Ejemplo 2, se elaboró una nanomalla plana a partir de nanotubos de carbono purificados y un substrato de tela de polipropileno fusionado no tejido. Para comenzar se adicionaron 100 mg de nanotubos de carbono funcionalizados (carboxilados a través de un lavado con ácido nítrico descrito en el Ejemplo #1) a 400 mi de isopropanol puro comercialmente disponible y se sónico en un "Ulrasonicador Branson 900B" a 80% de potencia hasta que los nanotubos de carbono de se dispersaron bien (aproximadamente 10 minutos) . La mezcla se diluyó más agregando 2 litros de isopropanol de tal manera que el volumen total de la mezcla resultante fue de 2.4 litros. Esta mezcla diluida se sónico por 10 minutos adicionales. Enseguida, se homogenizaron 800 mg de una nanofibra de vidrio de 200 nm de diámetro comercialmente disponible en una mezcladora comercialmente disponible a potencia completa durante 10 minutos en 500 mi del isopropanol puro comercialmente disponible. La mezcla homogenizada se diluyó entonces agregando 1 litro adicional de isopropanol puro comercialmente disponible. Las mezclas de nanotubos de carbono y nanofibra de vidrio se combinaron y después se agregaron cantidades suficientes (Q.S., por sus siglas en inglés) de isopropanol, para obtener 4 litros. Esta solución de 4 litros se sónico entonces con un "Ultrasonicador Branson 900B" a 80% de potencia durante 15 minutos, lo cual ocasionó que se dispersara uniformemente el nanomaterial de nanotubos de carbono . Toda la solución de 4 litros se pasó entonces a través de una tela de carbón activado fusionado, no tejida de 5 micrones comercialmente disponible bajo una presión diferencial de 1 atmósfera para depositar la nanomalla de nanotubos de carbono/fibras de vidrio tratadas. La nanomalla resultante se remoción del fabricador y se dejó secar en un horno a 50°C durante 2 horas. La membrana plana resultante de nanotubos de carbono/substrato se pegó usando un adhesivo de fusión en caliente conforme con NSF, en un lado de una envuelta plana. Esta mitad de la envuelta se acopló después y se pegó es su sello correspondiente. Prueba de Efectividad del Artículo de Purificación Plano. a. Agua contaminada con E. coli - Análisis Químico A continuación se describe un análisis químico de filtrado de una prueba de E. coli como se describió en el Ejemplo 2, en el artículo de purificación de nanomalla plana elaborada de conformidad con el presente ejemplo. Este ejemplo provee cierta evidencia de cierta cantidad de destrucción de bacterias E. coli pasando a través de la nanomalla inventiva. Esta evidencia de destrucción parcial del contaminantes (bacteria E. coli) se estableció por la presencia de ADN bacteriano y proteínas en el filtrado de prueba" . Se realizó un prueba para seguir los mismos procedimientos como en el ejemplo 2, excepto que la composición de la solución de prueba fue de aproximadamente lxlO8 cfu/ml de E. coli. Un total de 100 mi (aproximadamente lxlO10 totales) de esta solución se llevó a través del material de nanotubos de carbono/substrato usando una diferencial de presión de aproximadamente 0.25 psi. Un filtrado de control de obtuvo haciendo pasar el filtrado de E. coli a través de un filtro de Millipore de 0.4 micrones comercialmente disponible. El filtrado de prueba no se concentró. Los filtrados resultantes, del control, y la prueba se analizaron con un espectrofotometro comercialmente disponible para determinar la presencia de proteína y ADN. Sin embargo, el análisis del filtrado con un espectrofotometro comercialmente disponible reveló 40 µg/ml de ADN y 0.5 mg/ml de proteína. Las concentraciones de proteínas y ADN a estos niveles en filtrado de prueba no concentrado fue 6 veces mayor que el material de prueba de control obtenido por filtración a través de un filtro de Millipore. Estas concentraciones confirmaron la destrucción de por lo menos una parte de E. coli agregada por la nanomalla . b. Agua Contaminada con Virus Bacteriófago MS-2 El articulo de purificación plano, elaborado de acuerdo con el presente ejemplo (Ejemplo 3) se probó con agua contaminada por medio de virus bacteriófago MS-2 usando el procedimiento descrito arriba y en el "Procedimiento de Operación Estándar para Propagación/enumeración de Bacteriófagos MS-2 Margolin, Aaron, 2001 un protocolo de referencia de la EPA". El virus bacteriófago se usa comúnmente en la evaluación de las capacidades de tratamiento de membranas diseñadas para tratar agua para beber (NSF 1998). Las pruebas presurizadas ara este ejemplo se realizaron con 100 mi de soluciones de prueba usando los protocolos descritos arriba. Los materiales de prueba MS-2 se prepararon de acuerdo con las etapas enumeradas arriba. En esta prueba, se probaron ochenta (80) membranas constituidas del material nanoestructurado de nanotubos de carbono elaborado de conformidad con el presente ejemplo (Ejemplo 3) . El material de prueba usado fue agua contaminada con virus bacteriófago MS-2 a la concentración de aproximadamente 5 x 106 unidades formadoras de placa (pfu) /mi .

De las 80 unidades probadas, 50 unidades alcanzaron la remoción de MS-2 de 5 logs (99.999%) o mayor que 5 logs (>99.9995%). Las restantes 30 unidades demostraron 4 logs (99.99%) o mayo que 4 logs (>99.995%) de remoción de MS-2. Mientras que los estándares de la EPA recomiendan 4 logs de remoción de bacteriófago MS-2 para obtener agua potable, se cree que puede lograrse una mejor sensibilidad (mayor remoción logarítmica) probando con otras pruebas de MS-2 de mayor logaritmo. La purificación mejorada por mayores remociones logarítmicas de bacteriófago MS-2 se ha alcanzado en tales pruebas, probando la nanomalla de nanotubos de carbono, elabora de acuerdo con el presente ejemplo (Ejemplo 3), con mayores concentraciones de suspensión de prueba de bacteriófago MS-2, elaborada como se estableció líneas arriba. Pruebas independientes del artículo de nanomalla de carbono, elaborado de acuerdo con el presente ejemplo (Ejemplo 3), establecen a este material como una barrera contra bacteriófago MS-2. c. Agua Contaminada con Arsénico (As) Al artículo de purificación plano, elaborado de acuerdo con el presente ejemplo (Ejemplo 3), con agua contaminada con arsénico. En esta prueba, se pasaron 100 mi de solución acuosa conteniendo aproximadamente 150 ppb (partes por billón) de arsénico a través de la nanomalla de carbono elaborada de acuerdo con el presente ejemplo (Ejemplo 3) . Una muestra del agua tratada con arsénico se analizó de conformidad con el método de la EPA #SM 183113B. El análisis del filtrado de prueba confirma una reducción del nivel de arsénico en 86% ± 5%; después de pasar el agua tratada con arsénico de prueba, una vez a través de material de nanomalla de carbono inventivo. d. Combustible para Aeronaves Contaminado con Bacterias El articulo de purificación plano, elaborado de acuerdo con el presente ejemplo (Ejemplo 3) se probó para turbosina contaminada. Se obtuvo una muestra de la turbosina (JP8) de un tanque de almacenamiento de 124,918 litros (33,000 galones) localizado en la instalación de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en la base de la Fuera Aérea Wright Patterson y se encontró que contenia tres tipos de bacterias: dos especies Bacillus y una especie Micrococcus. La muestra se separó en dos recipientes de 2 litros cada uno. Ambos recipientes presentaron dos capas distintas, turbosina en la parte superior y agua en el fondo. El recipiente A contenia una capa pesada de crecimiento contaminada en la interfaz entre el agua y el combustible. El recipiente B solo mostró ligera contaminación. Las bacterias de prueba se obtuvieron de la interfaz del combustible y el agua del recipiente B. Después de homogenizarse, lo cual se logró agitando vigorosamente el combustible de prueba/agua/bacterias durante 1 minuto, 200 mi de la mezcla de combustible/agua/bacterias se pasó una vez, usando aproximadamente 71.8 Pa (1.5 psi) de presión diferencial, a través del material nanoestruturado de nanotubos de carbono, elaborado de acuerdo con el presente ejemplo (Ejemplo 3). Se dejó separar la muestra de filtrado de prueba de combustible/agua/bacterias en sus componentes de combustible-agua, y se obtuvieron cuatro muestras de cada componentes. Cada muestra de prueba se colocó en forma de placas sobre agar. Las muestras se incubaron entonces para analizar el crecimiento de bacterias a 37 °C y las muestras se incubaron a temperatura ambiente para analizar el crecimiento de moho. No se observó ninguna bacteria o crecimiento de cultivo de moho en las placas de prueba del filtrado de prueba después de incubar las muestras por 24 y 48 horas. Las muestras de control presentaron colonias vigorosas de bacterias y crecimiento de moho después de incubar 24 y 48 horas. Los resultados confirman que la nanomalla de carbono, elaborada de acuerdo con el presente ejemplo (Ejemplo 3) , fue una barrera contra bacterias en combustibles porque logró la remoción de bacterias y moho del combustible más allá de los límites de detección de protocolos de prueba. EJEMPLO 4: Artículos de Purificación Plano usando una Funclonallzaclón de Etapas Múltiples Se elaboró un dispositivo de nanomalla plano a partir de nanotubos de carbono, purificados, comercialmente disponibles y substrato de papel de seda de carbón fusionado de 0.0167 kg/m2 (0.5 oz/yd2) . La construcción de este dispositivo utilizó un proceso de automontaje de la nanomalla, como se definió anteriormente. Se usaron componentes funcionales electropositivos y electronegativos específicos para permitir este automontaje. Los nanotubos de carbono se funcionalizaron con grupos amina que ocasionaron que fueran electropositivos (es decir potencial zeta positivo) cuando se dispersaron en agua. Las fibras de vidrio se decoraron con cúmulos de hidróxido de hierro que les hizo ser electronegativos cuando se dispersaron en agua. Cuando se combinaron las dos suspensiones, los nanotubos se enrollaron alrededor de fibras de vidrio debido a fuerzas eléctricas. Para comenzar, 20 g de los nanotubos de carbono se reflujaron con 400 mi con 400 mi de 60% de ácido sulfúrico 36 N y 40% de ácido nítrico 15.8 N a 110°C durante 30 minutos, Se sabe que esto agrega grupos funcionales a los nanotubos de carbono. Estos nanotubos funcionalizados con carboxilo se filtraron, se lavaron en agua destilada y después se secaron en un horno a 100°C. Los nanotubos secos se suspendieron entonces en 500 mi de cloruro de tionilo y se sonicaron 20 horas a 60°C. El cloruro de tionilo se separó por destilación y la muestra de nanotubos de carbono se deshidrató usando una bomba de vacío. Los nanotubos deshidratados se suspendieron en 500 mi de etiléndiamina y se sonicaron durante 20 horas a 60 °C en una atmósfera de nitrógeno. La etiléndiamina se separó por destilación y la muestra se lavó con ácido clorhídrico 0.1 , se filtró y se enjuagó repetidamente con agua destilada hasta que se alcanzó un pH neutral. Los nanotubos de carbono funcionalizados con amina se secaron entonces en un horno a 100°C durante 24 horas. Se combinó una muestra de 360 mg de nanotubos de carbono funcionalizados con amina y 960 mg de fibras de vidrio y después se adicionó una cantidad suficiente (Q.S.) de agua destilada para obtener 4 litros. Esta solución de 4 litros se sónico después con un "Ultrasonicador Branson 900B" a 80% de potencia durante 15 minutos, lo cual provocó que se dispersara uniformemente el nanomaterial de nanotubos de carbono/fibra de vidrio. Toda la solución de 4 litros se paso después a través de un seda de carbón fusionada no tejida de 0.0167 kg/m2 (0.5 oz/yd2) , comercialmente disponible, bajo una presión diferencial de aproximadamente 1 atmósfera para depositar la nanomalla de automontaje de nanotubos. de carbono/fibra de vidrio tratada. La nanomalla resultante se removió del fabricador y se dejó secar en un horno a 50°C por 2 horas. La membrana de nanomalla/substrato cuadrada plana resultante se pegó, usando un adhesivo de fusión en caliente conforme con NSF, en un lado de una envuelta plana. Esta mitad de la envuelta se acopló y se pegó después a su sello correspondiente . Prueba de Efectividad del Artículos de Purificación Plano El dispositivo de purificación plano construido en el presente ejemplo (Ejemplo #4) usando los nanotubos de carbono funcionalizados con amina y las fibras de vidrio decoradas con hidróxido de hierro se probaron para la remoción biológica como se describe en las Pruebas de Efectividad para el Ejemplo #3 [prueba a) E. coli y b) bacteriófago MS-2] . Estas pruebas demostraron que el articulo de nanomalla autoensamblado logró una capacidad de remoción para bacterias y virus de más de 8 logs y 7 logs, respectivamente. EJEMPLO 5 : Desalado de Fluidos Un dispositivo de nanomalla plano de 64 capas se elaboró a partir de: nanotubos de carbono funcionalizados purificados, comercialmente disponibles; fibras de vidrio que miden 100-500 nm de diámetro y 300-500 µp? de longitud; una solución de 0.0125% en peso de alcohol polivinilico con un peso molecular de 20,000 g en agua destilada; un papel filtro celulósico de 0.051 kg/m2 (1.5 oz/yd2) como aislante; un substrato de papel de seda de carbón conductor, fusionado no tejido de 0.0167 kg/m2 (0.5 oz/yarda2) ; plata incrustada conductora y epoxis aislantes; un plástico, una envuelta no conductora; y una fuente de poder para suministrar 1.5 V DC a través de cada par de capas de nanomalla conductoras. Para comenzar, se suspendieron 25 mg de nanotubos funcionalizados (carboxilados a través de un procedimiento de lavado con ácido nítrico como se describió en el Ejemplo #1) y 50 mg de fibra de vidrio (descrita arriba) en 4 litros de agua destilada conteniendo una concentración de 0.0125% de alcohol polivinílico como se mencionó anteriormente. La suspensión de agitó por 3 minutos usando una mezcladora de inmersión IKA Ultraturrax T18 a la velocidad 3. Esta suspensión de nanotubos de carbono/fibra de vidrio se depositó sobre una lámina de 12.7 cm x 12.7 cm (5" x 5") de área de papel de seda de carbón de 0.0167 kg/m2 (0.5 oz/yarda2) usando presión diferencial de aproximadamente 47.88 Pa (1 psi). Se cortaron cuatro discos de 5.08 cm (2") de diámetro de esta lámina de nanomalla de 12.7 cm x 12.7 cm (5" x 5"), completando así 4 capas del dispositivo de 5.08 cm (2") de diámetro de 64 capas (32 capas de las 64 capas son no conductoras, las otras son aislantes). Se unió un conductor eléctrico a cada capa de nanomalla conductora usando un epoxi conductor relleno con plata. Las nanomallas conductoras se intercalaron entre capas aislantes y estas "intercalaciones" se apilaron con los conductores eléctricos estando igualmente espaciados en forma azimutal (es decir, giradas en aproximadamente 11.25° de los conductores por arriba de la capa y debajo) . Los conductores eléctricos se reunieron y se dirigieron a través de la pared de la envuelta de plástico hacia la fuente de poder y todo el montaje se selló. Se realizó una prueba de retención estática haciendo fluir 1 litro de una solución salina 1¾ (lVo = 1 g de sal/1000 g de agua) a través del dispositivo sin carga eléctrica o simulación impuesta. El filtrado se probó para determinar el contenido de sal y se encontró que había perdido aproximadamente 13 mg de sal. Por lo tanto el dispositivo inventivo en modo estático (es decir estimulación no electrónica) redujo la salinidad en aproximadamente 1.3%. Esta reducción sumó 0.42 gramos de sal removida por gramo de nanotubos de carbono en el dispositivo inventivo. Se realizó una prueba de retención dinámica, en donde se aplicó un voltaje de DC diferencial de 4.0 mV a cada uno de polos 16 pares vecinos de las capas de nanomalla conductora (es decir, capas de nanomalla de números impares se cargaron positivamente y capas de nanomalla de números pares se cargaron negativamente) . Una solución salina de prueba de 1 g de cloruro de sodio disuelto en 1000 mi de agua destilada (IV. de salinidad) se usó para probar la eficacia del dispositivo, En una pasada a través del dispositivo, se removió 1.6% de sal. Esta velocidad de remoción fue equivalente a 0.52 g de sal por g de nanotubos de carbono. Esto representó un 23% de aumento en la remoción de sal a través del dispositivo estático, mostrando que incluso un voltaje débil mejoró la remoción de iones de sal de una solución acuosa, demostrando asi el efecto de remoción nanoeléctrica . Un mejoramiento adicional de la remoción de sal se logrará con certeza al aumentarse los voltajes de DC y se impongan las señales de AC, que rompen la atmósfera de DeBye; EJEMPLO 6 : Membrana de Aire Se construyó un filtro de membrana de aire usando nanotubos de carbono funcionalizados ( carboxilados a través del ácido nítrico como se describe en el Ejemplo #1). El procedimiento suspendió 25 mg de estos nanotubos funcionalizados en 25 mi de agua destilada y se sonicaron durante 10 minutos en un Sonicador Branson Modelo 900 B en un baño de agua a temperatura ambiente. Esta solución se diluyó entonces hasta 4 litros con agua destilada y se agregó alcohol polivinílico de tal manera que se obtuvo una concentración de 0.125% en peso de alcohol polivinílico. La suspensión se mezcló entonces durante 3 minutos al ajuste de velocidad 3 con una mezcladora de inmersión UltraTurrax T18 Basic. Las nanomallas se crearon por la deposición sobre un área de 12.7 cm x 12.7 cm (5" x 5") de una pieza cuadrada de 13.3 cm x 13.3 cm (5.25" x 5.25") de un substrato polimérico poroso usando un proceso de filtración de presión diferencial con una presión diferencial de aproximadamente 47.88 Pa (1 psi) .

Prueba de Efectividad del Articulo de Membrana de Aire Se realizó una prueba de remoción biológica en la membrana para determinar su efectividad. Se cortaron dos discos de 6.35 cm (2.5") de la membrana cuadrada y se montaron entre dos anillos metálicos de 5.08 cm (2") de diámetro interno y 6.25 (2.5") cm de diámetro externo. Un disco se usó para medir la caída de presión versus las curvas de velocidad de flujo para el dispositivo del artículo de membrana, mientras que el otro se usó para la prueba de remoción biológica. La prueba de remoción biológica se realizó montando el disco filtrante en un túnel aerodinámico cilindrico de 5.08 cm (2") de diámetro interno el cual fue capaz de probar la eficiencia de captura de esporas bacterianas de Bacillus subtilis, un sustituto ampliamente aceptado para agentes biológicos pero no un patógeno humano, haciéndolo seguro para pruebas de laboratorio. La prueba implicó la liberación de esporas bacterianas corriente arriba del disco filtrante a través de un aerosolizador y la captura de la reacción que pasó a través del filtro en un percutor todo de vidrio relleno de fluido en el extremo corriente abajo del aparato de prueba. Se realizó un conjunto controlado de experimentos para estimar la retención de esporas del aparato de prueba. En esta prueba biológica, logramos más de 6 logaritmos de remoción de esporas de Bacillus subtilis. Además, fuimos capaces de determinar que la remoción de agentes biológicos es independiente de la remoción de partículas no biológicas y de la resistencia del filtro al flujo de aire. EJEMPLO 7 : Proceso de Manufactura de Carrete a Carrete El ejemplo se relaciona con un proceso para elaborar un material nanoestructurado de conformidad con la presente descripción. Este ejemplo describe el procesamiento de cada material componente, su combinación en el fluido portador, y la deposición del fluido portador sobre y a través del substrato móvil. También se describe el tratamiento posterior del material nanoestructurado depositado y la prueba del desempeño del material nanoestructurado. Procesamiento Previo de Materiales Componentes a. Nanotubos de Carbono Los nanotubos de carbono se trataron con solución de ácido nítrico para remover contaminantes, tales como carbón amorfo, que puede interferir con la química superficial del nanotubo. Esta etapa de tratamiento también se realizó para aumentar el número de sitios de defectos cristalinos en los nanotubos y para unir un grupo químico carboxilo a estos sitios de defecto. Se creó un lote de nanotubos funcionalizados de 75 g a partir de varios lotes más pequeños. En estos lotes más pequeños, el tratamiento se realizó por el mezclado de 20 mg de nanotubos purificados suspendidos en 600 mi de agua destilada con un volumen total de 450 mi de ácido nítrico concentrado al 70%. Esta mezcla se vertió en un vaso de vidrio el cual se colocó después en un baño de sonicación de 70°C y se agitó durante 30 minutos. La mezcla de ácido nitrico/nanotubos de carbono se vertió después en un embudo Buchner y se extrajo el ácido de los nanotubos de carbono usando filtración de vacío. Estos nanotubos de carbono tratados con ácido nítrico se lavaron después en agua 3-4 veces con agua destilada (se usaron aproximadamente 4 litros de volumen total) hasta que el pH fue de aproximadamente 5.5. Se suspendieron en 75 litros de agrá tratada por osmosis inversa. La mezcla de nanotubos de carbono funcionalizados se procesó a través de un dispersor Microfluidics de alta presión usando un cabezal dispersor de 75 µp? de diámetro y una caída de presión de 478.8 kPa (10 kPsi) para romper las aglomeraciones de los nanotubos . b. Fibras de Vidrio Se preparó una mezcla conteniendo 600 g de fibras de vidrio de fibras de vidrio Johnson Manville Code 90 suspendidas en 120 litros de agua tratada por osmosis inversa y agitada durante 6 min utos. Esta mezcla de fibras se pasó a través de un Mezclador en línea de alto esfuerzo cortante Silverson Modelo 200L operando a 75 Hz con un cabezal de desintegración de propósito general. Estas fibras de vidrio se recubrieron con un recubrimiento de hidróxido de hierro por la adición a la mezcla de 1 litro de solución conteniendo 220 g de Fe (N03) 3.9H20. Esta mezcla se agitó hasta que se igualó el color y se registró el pH. Esta mezcla se recubrió entonces y se dejo alejar durante 60 horas bajo agitación constante. Se preparó una solución de 4 litros de hidróxido de sodio 0.50 N y se adicionó automáticamente a una velocidad de 2 ml/min a la mezcla de hierro/vidrio usando una bomba Millipore Waters Modelo 520 durante 24 horas. Esta titulación se continuó hasta que se alcanzó un pH de 3.9510.05. En este pinto la solución titulada se dejó añejar por otros 2 días para completar el procedimiento de prueba de Hidróxido de Hierro (III). El valor de pH final después del periodo de alejamiento adicional fue de 4.6010.05. Preparación de Suspensión y Dispersión Después del procesamiento previo, los materiales componentes se combinaron como sigue. Se preparó una suspensión usando las mezclas de nanotubos de carbono funcionalizados y fibras de hierro tratadas con hidróxido de hierro preparadas como se describió anteriormente. Para mezclar la suspensión de deposición, se agregaron 75 litros de la suspensión de nanotubos de carbono funcionalizados de 1 gramo/litro a 120 litros de solución de fibra de vidrio de 5 gramos/litro y se paso a través de un mezclador de alto esfuerzo cortante, de cabezal doble, en linea Greerco modelo AEHNXU X0022 para obtener 195 litros de una suspensión de una relación (en peso) 1:8 de nanotubo a vidrio. Deposición de Nanotubos de Carbono y Fibras de Vidrio Se usó sonicación para obtener y/o mantener la dispersión adecuada de la suspensión de fibra/nanotubos de carbono en su trayectoria hacia la caja de cabezal de deposición del equipo de producción de na'nomaterial de carrete a carrete. La suspensión de nanotubos de carbono/fibra de vidrio preparada como se discutió anteriormente se bombeó a través de un elemento mezclador estático tipo tornillo de Arquimedes y después secuencialmente a través de sonicadores en linea Advanced Sonic de 4 kW y 20 kW, de frecuencia dual de 16/20 kHz, a una velocidad de flujo de 45.4 litros/min (12 gal/min) usando una bomba de cavidad progresiva Seepex modelo 12F-90 L/4 CUS. Después de haberse preparado, la suspensión de fibras/ nanotubos de carbono se suministró a la caja de cabezal de una máquina de elaboración de papel tipo Fordrinier de 45.7 cm (18") de ancho corriendo a 6.1 metros/minuto (20 pies/minuto) . Esta suspensión se depositó sobre un substrato compuesto de material de substrato Blue Thunder Novatech-1000 y el material resultante se recubrió con unión por hilatura Reemay 2014 como protección para la manipulación y enrollado con máquina y manual. No se realizó ningún tratamiento posterior.

A menos que se indique lo contrario, se entiende que todos los números que expresan cantidades de ingredientes, condiciones de reacción, etc., utilizados en la especificación y en las reivindicaciones son modificados en todos los casos por el térmico "aproximadamente". Consecuentemente, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos presentados en la siguiente descripción y en las reivindicaciones anexas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se buscan obtener por medio de la presente invención. Otras modalidades de la invención serán evidentes para aquellos con experiencia en la técnica a partir de la consideración de la especificación y de la práctica de la invención descrita en la presente. Se pretende que la especificación y los ejemplo se consideren solamente como de ejemplo, con un verdadero alcance y espíritu de la invención siendo indicados por medio de las reivindicaciones. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (47)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama ¦ como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método de elaboración de un material nanoestructurado que comprende nanotubos de carbono, caracterizado porque comprende: suspender nanotubos de carbono en un fluido portador para formar una mezcla, inducir la mezcla para que fluya a través de un substrato que es permeable al fluido portador mediante filtración por presión diferencial, depositar los nanotubos de carbono de esa mezcla sobre el substrato para formar un material nanoestructurado.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido portador comprende componentes diferentes a los nanotubos de carbono.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el substrato forma parte del material nanoestructurado .
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende remover el substrato del material nanoestructurado.
5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el substrato comprende materiales fibrosos y no fibrosos.
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los materiales fibrosos y no fibrosos comprenden metales, polímeros, cerámica, fibras naturales, y combinaciones de los mismos, en donde esos materiales son tratados opcionalmente térmicamente y/o a presión antes de la deposición de los nanotubos de carbono.
7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido portador comprende por lo menos un líquido, o gas, o combinaciones de los mismos. 8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el fluido portador es un dispersante seleccionado de líquidos acuosos y no acuosos. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el fluido portador es un líquido acuoso que tiene un pH que va de 1 a
8. 8.
9. 9.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido portador adicionalmente comprende por lo menos un solvente acuoso o no acuoso o combinaciones de los mismos.
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el solvente no acuoso comprende un solvente orgánico o inorgánico, en donde los solventes orgánicos se seleccionan de metanol, isopropanol, etanol, tolueno, xileno, dimetilformamida, tetracloruro de carbono, 1 , 2-diclorobenceno, y combinaciones de los mismos.
12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque esos otros componentes comprenden fibras, cúmulos, y/o partículas compuestas de metales, polímeros, cerámica, materiales naturales, y combinaciones de los mismos.
13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque esos otros componentes tienen por lo menos una dimensión que va de 1 nm a 100 nm.
14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque esos otros componentes comprenden moléculas que contienen átomos seleccionados de antimonio, aluminio, bario, boro, bromo, calcio, carbono, cerio, cloro, cromo, cobalto, cobre, flúor, galio, germanio, oro, hafnio, hidrógeno, indio, yodo, iridio, hierro, lantano, plomo, magnesio, manganeso, molibdeno, níquel, niobio, nitrógeno, osmio, oxígeno, paladio, fósforo, platino, renio, rodio, rutenio, escandio, selenio, silicio, plata, azufre, tantalio, estaño, titanio, tungsteno, vanadio, itrio, zinc, zirconio, o una combinación de los mismos.
15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque esos otros componentes son montados previamente y unidos sobre los nanotubos de carbono, a otros componentes, o a cualquier combinación de los mismos antes de la deposición.
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el fluido portador comprende agentes de aglutinación química, surfactantes, agentes tampón, polielectrolitos , y combinaciones de los mismos.
17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los agentes de aglutinación química comprenden alcohol polivinílico .
18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido portador adicionalmente comprende biomateriales seleccionados de proteínas, ADN, ARN, y combinaciones de los mismos.
19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende formar una estructura de capas múltiples por la deposición secuencial de por lo menos un material nanoestructurado que comprende nanotubos de carbono, y por lo menos una capa adicional que puede o no puede estar nanoestructurada .
20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido portador es un gas que comprende aire, nitrógeno, oxígeno, argón, dióxido de carbono, vapor de agua, helio, neón, o cualquier combinación de los mismos.
21. 21. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende aplicar un campo acústico que tiene una frecuencia que va de 10 kHz a 50 kHz para obtener o mantener la dispersión de los nanotubos de carbono en el fluido portador para esa deposición.
22. 22. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende aplicar un campo de flujo alto esfuerzo cortante al fluido portador para dispersar y o mezclar los nanotubos de carbono en el fluido portador antes de la deposición.
23. 23. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende aplicar un campo acústico que tiene una frecuencia que va de 10 kHz a 50 kHz y un campo de flujo de alto esfuerzo cortante, ya sea secuencialmente o en combinación, para obtener o mantener la dispersión de los nanotubos de carbono en el fluido portador antes de la deposición.
24. 24. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende tratar el material nanoestructurado con al menos un tratamiento posterior a la deposición seleccionado de tratamiento químico, irradiación, o combinaciones de los mismos.
25. 25. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el tratamiento químico comprende (a) agregar un grupo funcional, (b) recubrir con un material polmérico o metálico, o una combinación de (a) y (b) .
26. 26. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la irradiación comprende exponer el material nanoestructurado a radiación seleccionada de radiación infrarroja, haces de electrones, haces de iones, rayos X, fotones, o cualquier combinación de los mismos.
27. 27. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende terminal el material nanoestructrado con al menos un método seleccionado de corte, laminación, sellado, prensado, enrollado, o combinaciones de los mismos.
28. 28. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material nanoestructurado tiene una forma tubular.
29. 29. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material nanoestructurado es una lámina que tiene por lo menos dos dimensiones mayores que 1 centímetro .
30. 30. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material nanoestructurado es una lámina que tiene por lo menos dos dimensiones mayores que 10 centímetros .
31. 31. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la lámina tiene por lo menos dos dimensiones mayores que 100 centímetros.
32. 32. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la lámina tiene por lo menos dos dimensiones que van de 100 cm a 2 metros.
33. 33. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque es un método por lotes.
34. 34. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la inducción comprende aplicar vacio al lado opuesto del substrato en sobre el cual se deposita el material nanoestructurado.
35. 35. Un método continuo o semicontinuo de elaboración de un material nanoestructurado que comprende nanotubos de carbono, caracterizado porque comprende: suspender nanotubos de carbono en un fluido portador para formar una mezcla, inducir la mezcla para que fluya a través de un substrato móvil que es permeable al fluido portador mediante filtración por presión diferencial, depositar los nanotubos de carbono de la mezcla sobre el substrato móvil para formar un material nanoestructurado que tiene una longitud mayor que 1 metro.
36. 36. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque el material nanoestructurado tiene una longitud que va de más de 1 metro hasta 10,000 metros.
37. 37. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque adicionalmente comprende reunir el material nanoestructurado en un carrete receptor.
38. 38. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la inducción comprende aplicar un vacio al lado opuesto del substrato sobre el cual se deposita el material nanoestructurado .
39. 39. Un método de elaboración de un material nanoestructurado para filtrar por lo menos un fluido contaminado, caracterizado porque comprende: suspender nanotubos de carbono y fibras de vidrio en un fluido portador para formar una mezcla, inducir la mezcla para que fluya a través de un substrato que es permeable al fluido portador y al fluido contaminado mediante filtración por presión diferencial, depositar los nanotubos de carbono de la mezcla sobre el substrato para formar un material nanoestructurado.
40. 40. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque las fibras de vidrio se recubren con compuesto de metal-oxigeno seleccionados de hidróxido de metal Mx(0H)y, oxihidróxidos x0y(0H)z, óxido MxOy, oxi-, hidroxi-, oxihidroxi sales MxOy (OH ) zAn .
41. 41. El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque M es por lo menos un catión seleccionado de magnesio, aluminio, calcio, titanio, manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre, zinc o combinaciones de los mismos.
42. 42. El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque, A es por lo menos un anión seleccionado de hidruro, fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro, óxido, sulfuro, nitruro, sulfato, tiosulfato, sulfito, perclorato, clorato, clorito, hipoclorito, carbonato, fosfato, nitrato, nitrito, yodato, bromato, hipobromit o , boro, o combinaciones de los mismos.
43. 43. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque es operado en una forma continua o semicontinua para formar un material nanoestructurado que tiene una longitud que va de 1 metro a 1000 metros.
44. 44. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque es operado por lotes para formar un material nanoestructurado que es una lámina y tiene por lo menos una dimensión que va de 1 cm a 1 metro.
45. 45. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque es operado por lotes para formar un material nanoestructurado que tiene una forma tubular.
46. 46. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque la inducción comprende aplicar un vacio al lado opuesto del substrato sobre el cual se deposita el material nanoestructurado.
47. 47. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque el fluido comprende : (a) un liquido seleccionado de agua, petróleo y sus subproductos, fluidos biológicos, alimentos, bebidas alcohólicas, y farmacéuticos, (b) un gas seleccionado de aire, gases industriales, y escape de un vehículo, tubos de escape, chimeneas, o cigarrillos, en donde los gases industriales comprenden argón, nitrógeno, helio, amoniaco, y dióxido de carbono; o combinaciones de (a) y (b) .