Nanocristales de zinc, Monografías, Ensayos de Ingeniería

¡Descarga Nanocristales de zinc y más Monografías, Ensayos en PDF de Ingeniería solo en Docsity! 13 Capitulo 3. Antecedentes 3.1 Óxido de Zinc: Propiedades El óxido de zinc (ZnO) es un compuesto inorgánico, relativamente abundante, químicamente estable, fácil de preparar y no tóxico. Es insoluble en agua, pero soluble en ácidos y bases diluidos. Su punto de ebullición es extremadamente elevado, de 1975%C, temperatura a la cual también se descompone (ACS, 2014). Es un semiconductor formado por los elementos del grupo-11? (¿Zn ) y el grupo-VI (g0 ). El zinc tiene cinco isotopos estables de los cuales los más comunes son el zinc 64 (48.89%), zinc 66 (27.81%), y el zinc 68 (18.57%) mientras que el oxigeno consiste casi puramente en el isotopo de Oxigeno 16 (99.76%) (Stein, M., 2015). El Zinc tiene una configuración electrónica (192025? 2p*3s)(3p)*(3d) (45)? mientras que el oxigeno tiene una configuración de (19)?(25)?(2p)*. El enlace de ZnO en su red cristalina involucra una hibridación sp? de los estados electrónicos, lo cual lleva a cuatro orbitales equivalentes en una geometría tetraédrica. En el cristal semiconductor resultante los estados de enlace sp* constituyen la banda de valencia, mientras que la banda de conducion se origina de su contraparte de antienlace. El ZnO existe en dos formas cristalinas: wurzita (Figura 3.1) y blenda de zinc (Figura 1B), siendo la forma cristalina de wurzita más estable en condiciones ambientales que la blenda de zinc. La mayor parte del producto comercial se obtiene por medio de la oxidación a altas temperaturas del zinc metálico (ACS, 2014). 14 1210) Figura 3.1 A) ZnO en su forma cristalina de blenda de zinc. B) ZnO en su forma cristalina de wurzita. Obtenida de a) ACS y b) Lin Wang Z., 2004 El ZnO posee importantes propiedades piezoeléctricas, que se refieren al efecto descrito por Jacques y Pierre Curie en el que cuando se aplica un estrés mecánico a un material, éste genera energía eléctrica. (Cúpich Rodríguez, M. y Elizondo Garza, F.J., 2000). Además, tiene una fuerte propiedad piroeléctrica, que es la capacidad de algunos materiales cristalinos para generar una corriente eléctrica externa en respuesta a un cambio de temperatura (Pichon, A., 2013). Estas propiedades son resultado de su poca simetría en su forma cristalina de wurzita y de su gran acoplamiento electromecánico. Aunado a lo anterior, el ZnO tiene una alta energía de enlace de excitones, 60 meV, una brecha energética (band-gap) a temperatura ambiente de 3.37 eV y es transparente en la región visible. El ZnO es más estable químicamente que muchos otros materiales y es capaz de operar a más altas temperaturas que el germanio o silicio. Otra habilidad del ZnO es que 17 Además, poseen excelentes propiedades electrónicas cuyas aplicaciones se extienden, aunque no exclusivamente, al desarrollo de fotoelectrodos en dispositivos de conversión de energía por sus ventajas en extracción y transporte de electrones (Yan, L. et al, 2015). Los tetrápodos son multiterminales por naturaleza y tienen un centro de unión que les confiere nuevas funcionalidades. Se ha considerado que esta unión juega un papel decisivo en las caracteristicas eléctricas de los dispositivos a base de tetrápodos. Son candidatos prometedores como componentes activos para diversos campos de tecnología debido a sus extraordinarias propiedades ópticas, eléctricas y mecánicas. No se conoce un mecanismo definitivo para el crecimiento de tetrápodos, pero se han propuesto distintos mecanismos, cuya teoría se basa en la existencia de un núcleo, del cual crecen los brazos del tetrápodos. De cualquier manera, estos mecanismos de crecimiento difieren en su forma de interpretar la geometría y cristalografía del núcleo. (Modi, G., 2015). Figura 3.2 Imagen TEM. Estructura de un tetrápodo que consiste de cuatro brazos conectado a un centro. 18 Shiojiri, M. y Kaito C. propusieron que el núcleo del tetrápodo de ZnO tiene una estructura de blenda de zinc que a su vez posee una polaridad cristalográfica en las direcciones (111). Posteriormente, se forman los cristales de wurzita en las caras (111) y crecen facilmente por las caras [0001] para formar el tetrápodo (Shiojiri, M. y Kaito, C., 1981). Por su parte, Iwanga, H. et al propusieron que los tetrápodos están compuesto de un núcleo y brazos con la misma estructura wurzita. En su artículo, asumen que se formaron primero múltiples inversiones dobles octaédricas. Durante el crecimiento, se agrietan algunas de las fronteras dobles y el crecimiento de los brazos se hace posible (Iwanga, H. et al, 1993). Nishio et al. propusieron un modelo de crecimiento en el que el núcleo de los tetrápodos de ZnO está inicialmente formado por una estructura de blanda de zinc. En estas etapas iniciales las condiciones son de altas temperaturas y presión. Eventualmente, la fase que originalmente se encuentra como blenda de zinc se transforma en una estructura más estable de wurzita por medio de un mecanismo de deslizamiento de planos de red (Nishio, K. et al, 1997). Estudios más recientes sugieren que el núcleo consiste de cuatro granos de forma hexagonal que tienen una relación idéntica, la cual forma una configuración tetraédrica distorsionada. Los cuatro granos crecen y forman los cuatros brazos del tetráapodo de ZnO (Romnig, C. et al, 2005). Estas propuestas son controversiales entre si y se necesita hacer una combinación de observaciones microscópicas, medidas espectrofotométricas y cálculos teóricos para poder definir el mecanismo o mecanismos reales de crecimiento para los tetrápodos. Asimismo, se necesita más investigación para ver los efectos y controlar de manera más eficiente el arm length-to-diameter ratio debido a su influencia en la densidad de empaquetamiento de los 19 tetrápodos la cual determina la separación de interface de carga así como el transporte de electrones (Yan, L. et al, 2015). Los tetrápodos han sido sintetizados a nivel laboratorio por varios métodos como reducción carbotermal, oxidación con atmosfera controlada, método de plasma de microondas, método hidrotermal o el simple calentamiento de polvo de ZnO (Yan, L. et al, 2015). Algunos otros métodos para la síntesis de tetrápodos son el transporte vapor-líquido- sólido, crecimiento epitaxial por haces moleculares, deposición química de vapor, transporte de flama, y ablación laser (Pokropivny, V.V., 2007). Aunque se han propuesto muchos métodos de síntesis, el más comúnmente usado en la fabricación de tetrápodos de ZnO es la sintesis por vapor-fase. El uso de todos estos métodos de sintesis directos tiene ventajas muy importantes, como el uso de condiciones a bajas temperaturas y un alto rendimiento en la obtención del producto. De cualquier manera, para producción en masa, las técnicas deben permitir una sintesis continua sin la necesidad de interrumpir el proceso de producción. Aunado a esto, para que las propiedades del tetráapodo puedan ser debidamente explotadas y optimizadas, se debe tener un buen control en el tamaño de sintesis (por debajo de los 20 nm) para cumplir con los requerimientos de confinamiento cuántico. (Rackuskas, $. et al, 2015) 3.2.2 Nanobelts Los nanobelts son una especie de nanocable cuya forma geométrica y superficie lateral están bien definidas (Ver Figura 3.3). Por lo general, presentan una morfología uniforme con una medida de ancho constante en toda la extensión del nanobelt. El ancho típico para este tipo 22 UTSA 30.0kV 0.0mm x150k SE(LAO) Figura 3.4. Nanopartículas de Óxido de Zinc. Las nanopartículas de ZnO pueden ser sintetizadas por medio de diferentes métodos, aunque el más comúnmente ocupado es el método de sol-gel (método en solución). La mayor parte de la literatura referente a la síntesis de nanopartículas de ZnO reporta el uso del método en solución para su preparación. Este método presenta un bajo costo y no genera desechos dañinos para el ambiente. Además, aplicando las condiciones adecuadas, se pueden obtener nanopartículas de morfología deseada y se puede ejercer un importante control en el tamaño de las mismas. Algunos otros métodos reportados para la síntesis de nanopartículas de ZnO son el hidrotermal, calcinación, precipitación, precipitación en presencia de surfactantes, 23 emulsión y microemulsión, entre otros. (Kolodziejezak-Radzimska, A. y Jesionowski, T., 2014) 3.2.4 Nanoribbons Los nanoribbons son nanoestructuras uni o bidimensionales que han generado un importante interés en la comunidad científica y en el área de ingeniería por su vasto número de aplicaciones en transitores, sensores biológicos y químicos, láseres ultra-violeta, diodos emisores de luz y fotosensores (Wen, J.G. et al, 2003). Son estructuras uniformes y mucho más cortas que los nanowires o los nanobelts, con un ancho menor a 50 nm, como puede apreciarse en la Figura 3.5 (Lin, Z., 2004) . UTSA 30.0kV -0.1mm x12.0k SE Figura 3.5 Nanorribons 24 3.3 Métodos de síntesis Los diferentes tipos de morfologías que puede presentar el ZnO pueden ser sintetizadas por medio de diferentes métodos. Algunos de estos métodos ya fueron mencionados de manera especifica para cada morfología, pero en el presente apartado se describen con mayor detalle. En general, todos los métodos se pueden dividir en dos categorías: los que inician en fase sólida y posteriormente son sometidos a procesos de transporte-condensación sólido-vapor, y los que constan de procesos de reacción líquida (Yan, L. et al, 2015). Los métodos más comunes para sintetizar la mayoría de estas nanoestructuras son el método de transporte vapor-liquido-sólido, evaporación termal, oxidación con atmósfera controlada, reducción carbotermal, oxidación catalítica, oxidación termal combinada con solventes, plasma de microondas, mojado químico, microemulsión combinada con el método hidrotermal, plasmas y descarga de arco y alcohólisis de ruta no hidrolitica (Pokropivny, V.V., 2007). Es importante destacar que estos métodos se utilizan para la fabricación de nanoestructuras a nivel laboratorio. 3.3.1 Síntesis por transporte de vapor-líquido- sólido. El método de sintesis por transporte de vapor es usado ampliamente debido a su simplicidad, bajo costo, alto rendimiento y baja aglomeración. Consiste en la evaporación del zinc metálico, su posterior oxidación, nucleación y crecimiento. Procesos que se llevan a cabo a altas temperaturas (mayores a 6009C). Los tetrápodos, que son comúnmente preparados por medio de este método, una vez nucleados crecen rápidamente en las regiones de alta temperatura. Además, los tetrápodos sintetizados de esta manera normalmente tienen brazos mayores a 2 micrómetros y un diámetro mayor a 100 nm. Los parámetros importantes en este 27 Un paso clave en preparar las nanoestructuras de ZnO es controlar la velocidad de oxidación del zinc formando capas delgadas y homogéneas de ZnO en la superficie de partículas de zinc para prevenir que el vapor de zinc se esparza demasiado rápido y que el oxígeno molecular penetre las partículas. Para lograr sintetizar los tetrápodos, se utiliza una atmosfera mixta utilizando un gas inerte y oxigeno. Se puede agregar también vapor de agua si se desea obtener tetrápodos con brazos más largos y un diámetro promedio menor en comparación a tetrápodos sintetizados sin vapor de agua. Una de las desventajas de utilizar vapor de agua es que disminuye el rendimiento de la reacción (Yan, L. et al, 2015). 3.3.4 Reducción carbotermal En este método el ZnO en polvo es mezclado con grafito y se eleva la temperatura a 800- 1100*C. El grafito reduce el ZnO para formar Zn y generar vapores de CO/CO» los cuales vuelven a reaccionar y formar nanocristales de ZnO. La principal ventaja de este método es que el grafito disminuye significativamente la temperatura de descomposición del ZnO. Generalmente se utiliza en una mezcla 1:1 molar en un tubo de cuarzo y se calienta a aproximadamente 1100*C en flujo de nitrógeno. Dependiendo del flujo de nitrógeno son los diferentes productos que se obtienen. Si se incrementa el flujo a 50 sccm, se obtienen tetrápodos uniformes en las paredes internas del tubo a una distancia de 85-100 mm del centro del tubo. Se estima, que la temperatura óptima de crecimiento para los tetrápodos por medio del presente método es de 955 a 990“C. Por lo tanto, el flujo como parámetro es importante en la formación de tetrápodos y otras nanoestructuras por este método. Un flujo moderado crea una supersaturación de vapor de Zn y oxigeno lo cual lleva a la formación de nanotetrápodos de ZnO (Yan, L. et al, 2015). 28 3.3.5 Oxidación catalítica El método de oxidación catalítica consiste de la oxidación del polvo de ZnO para la producción de nanoestructuras, pero con la ayuda de un catalizador capaz de alterar la nucleación y el proceso de nucleación (Fan, Z. et al, 2005). Por ejemplo, si se incorpora Pb, Cd, Sn, Al, Ag y Sb en materiales puros de Zn, los tetrápodos crecen después de un proceso de oxidación. Estos elementos de dopado funcionan como los catalizadores en la reacción que altera la nucleación de ZnO y el proceso de crecimiento de los whiskers llevando a cambios en las morfologías de ZnO, lo que permite la obtención de una gran variedad de nanoestructuras (Yan, L. et al, 2015). 3.3.6 Oxidación térmica combinada con solventes En este proceso se lleva a cabo la oxidación térmica de Zinc en polvo mezclado con diferentes solventes como metanol, etanol, y peróxido de hidrogeno en una proporción 10:1. Estas mezclas se calientan hasta temperaturas de 1000%C o superiores, en una atmosfera normal dando como resultado tetrápodos, principalmente, aunque también pueden generarse otras nanoestructuras a partir de la aplicación de este método en ZnO. Las soluciones actúan como oxidantes fuertes los cuales proporcionan oxigenos reactivos (Yan, L. et al, 2015). 3.3.7 Plasma de microondas Polvo de zinc en un bote de cuarzo se coloca en el centro de un tubo horizontal de cuarzo. Se utilizan gases nobles como argón y oxigeno molecular y se coloca un dispositivo de microondas alrededor del tubo generando un plasma estable. Se utiliza un horno horizontal para ayudar al sistema a llegar a la temperatura necesaria (Yan, L. etal, 2015). Si se establece 29 adecuadamente el contenido de la mezcla de gases utilizados durante el proceso de nucleación y crecimiento, se pueden obtener nanoestructuras como nanorods sin la necesidad de añadir un catalizar a la reacción. Los tetrápodos en este método tienen un diámetro que va desde los 10 nm hasta los 25 nm y longitudes de 160 nm (Liu, X. et al, 2004). 3.3.8 Mojado Químico Los procesos de transporte de vapor son los métodos de sintesis dominantes para crecer tetrápodos pero existen otros métodos como el mojado químico. Estos métodos permiten la formación de nanocristales de ZnO a bajas temperaturas, facilitando asi la formación de nanotetrápodos. 3.3.9 Microemulsión combinada con el método hidrotermal Microemulsión combinado con hidratación térmica puede ser usada para preparar nanoestructuras de ZnO. El método se basa en las ventajas de las microemulsiones para producir partículas finas y del tratamiento hidrotermal para mejorar la estructura cristalina de las mismas. En las microemulsiones de agua en aceite, las gotas de agua son estabilizadas por el surfactante y el co-surfactante, si es necesario añadirlo, y son usadas como reactores para la formación del nanomaterial. El tamaño del núcleo de agua generado en la microemulsión, favorece la formación de partículas pequeñas y se pude minimizar incrementando la cantidad de aceite y disminuyendo el contenido de agua (Yan, L. et al 2015). 32 activadas y la energía de trabajo. Debido a su alto rango de temperaturas es una tecnología con varias aplicaciones desde recubrimientos superficiales, destrucción de basura, tratamiento de gas hasta síntesis química (Andrés, A., 2003). El plasma es el cuarto estado de la materia y constituye más del 99% del universo. Consiste de electrones, iones y neutrones los cuales se encuentran en estados fundamentales y excitados. Macroscópicamente es eléctricamente neutro, sin embargo, contiene transportadores de cargas libres y es conductivo eléctricamente. La cantidad de energía depende de varios factores como lo son la distancia entre los electrodos, la forma, el material y la energía de lonización del gas. La descarga de arco es una descarga que se mantiene estable mientras que la corriente eléctrica se mantenga y los parámetros mencionados anteriormente no cambien significativamente (Stein, M., 2015). El arco eléctrico se puede clasificar como una descarga de arco debido a la alta corriente pero bajo voltaje con el que se trabaja [127]. Sin embargo, el voltaje entre el cátodo y el ánodo difieren enfrente de los electrodos y a esto se llama una caida de cátodo o ánodo. La caida de cátodo favorece las emisiones de campo que en combinación con las emisiones termiónicas llevan a una liberación de electrones por parte del cátodo si es que la función de trabajo del material del cátodo se excede. Las emisiones termiónicas del cátodo se basan en el calentamiento del cátodo debido al calor del plasma, la colisión de iones los cuales son acelerados por la caida de cátodo y en el calentamiento debido a la recombinación de iones y electrodos en frente del cátodo. Por lo tanto, debido al a emisión de electrones una corriente es formada entre los electrodos lo cual eventualmente resulta en un plasma de arco (Stein, 33 M., 2015). Los plasmas de arco pueden ser clasificadas dependiendo de su densidad electrónica y temperatura. La temperatura depende de la corriente eléctrica aplicada, la atmosfera gaseosa, la forma de los electrodos, etc. Se sabe que la temperatura del ánodo es mayor que la del cátodo debido a la función de trabajo de los electrones cuando entran el ánodo. Un arco eléctrico puede ser encendido por contacto o por encendido de alta frecuencia. El encendido por contacto funciona reuniendo los dos electrodos y aplicando una alta corriente. Este proceso no es muy utilizando debido a que se tienen que desconectar los dos electrodos rápidamente para formar el arco y puede acarrear impurezas. El más utilizado es el encendido de alta frecuencia donde se aplican un alto voltaje mantenido por una alta corriente. Es más fácil de realizar cuando los electrodos se reúnen a cortas distancias. Se esperan menores impurezas debido a que la duración de la chispa de encendido es mucho menor. En general, el plasma es utilizado como una fuente de calor. Se hace uso de las propiedades de transporte de calor del ánodo en un arco entre el cátodo y el metal. Debido a que el tiempo de proceso son relativamente largos no hay gran importancia en tomar los efectos de inestabilidad. El uso de plasma es más barato que utilizar tecnologías laser o haces de electrones que pueden proveer mayor flujo de energía. Sin embargo, el proceso de transferencia de arco puede ser mejorado utilizando pulsos de corriente y el uso de técnicas de análisis para señales para mejorar la confiabilidad. El plasma, como se hico mención, provee calor y transferencia de impulso para derretir y acelerar las partículas o para derretir la punta de cables y atomizar el metal derretido. Los tiempos de procesamiento característico 34 es determinada por la exposición de las partículas al plasma lo cual está en el orden 0.1 a 10 ms haciéndolo susceptible a inestabilidades del plasma. Aun así, debido a las vastas aplicaciones de esta tecnología, se han desarrollado arreglos para fabricación a grande escala para hacer el proceso más económico, más confiable y con mayor control. A diferencia de otras tecnologías el uso de descargas de arco requiere solo el uso de cables metálicos o polvos para recubrimientos de calidad en materiales o sintesis de nanoestrcuturas. La inestabilidad del plasma o del arco puede ser monitoreada utilizando sensores con una resolución en el orden de 100 microsegundos (Heberlein, J., 2009). Los plasmas térmicos ofrecen varias ventajas. Pocos basados en este fundamento ofrece de las mayores densidades energéticas en la industria lo cual resulta en altas velocidades de procesamiento, altos flujos de especies radicales, el potencial para instalaciones pequeñas y una amplia selección de reactivos. El uso de electricidad como fuente de energía primaria asegura independencia del potencial de oxigeno del medio y por lo tanto un ambiente controlado. Debido a este control el flujo de gases es reducido, el control de flujo de energía es facilitado y una respuesta de tiempo corta es posible. Pero como toda tecnología se tienen algunos retos. Estas altas densidades de energía llevan a gradientes y frecuentemente a procesos no uniformes. La inestabilidad del plasma puede reducir el rendimiento del proceso y un gran número de parámetros independientes del proceso pueden hacer dificil el control del proceso. La energía eléctrica es una de las formas de energía más caras haciendo el proceso un poco cara desde este punto de vista. Sin embargo, alternativas para producir energía eléctrica están siendo desarrolladas con altos 37 fundamentales, la inestabilidad del plasma y las condiciones en las fronteras del plasma. En este estudio se utiliza la energía del arco para evaporar el ánodo y formar partículas provenientes del vapor del ánodo. En general se pueden evaporar materiales conductores y no conductores por este medio. En este caso se está evaporando un material conductor por calentamiento directo o arco transferido. Sin embargo, se puede crear un arco entre otro material que tenga alta función de trabajo para evaporar materiales con menor función de trabajo. Se pueden crear materiales de más compleja composición utilizando diferentes procesos de reacción. Se pueden usar varios materiales en el arco, utilizar diferentes gases de reacción, entre otros. Todos los métodos anteriores muestran una facilidad para controlar el crecimiento de las diferentes nanoestructuras, pero se necesitan métodos más escalables, más económicos y fáciles para producir grandes cantidades de ZnO con morfología definida, que además permitan tener un control mayor en el tamaño y forma de las nanoestructuras. La producción industrial de nanoestructuras de ZnO es de gran interés por sus múltiples aplicaciones en una amplia cantidad de áreas, y es por esto que los parámetros y condiciones para los métodos deben ser optimizados y rediseñados para permitir la fabricación a gran escala de nanoestructuras de ZnO. 3.4 Aplicaciones El ZnO se puede procesar para tener diferentes morfologías debido a su estructura cristalina de hexagonal wurzita, permitiéndolo ser un material versátil y del que se pueden producir un amplio número de nanoestructuras como nanopartículas, nanobelts, nanowires, nanoribbons, tetrápodos y otras. Todas las propiedades que el ZnO posee, hacen del material uno de los 38 más ricos en la familia de nanoestructuras. Algunas de las aplicaciones más importantes de las estructuras derivadas de ZnO se mencionan en el presente apartado. Desde 1960, la síntesis de películas delgadas de ZnO ha sido un campo activo de la ciencia por sus aplicaciones en sensores, transductores y catálisis. Una de las aplicaciones que ha ido mejorando y sigue en desarrollo es en celdas solares fotovoltaicas y celdas solares poliméricas. Tiene aplicaciones en dispositivos electrónicos y optoelectrónicos tales como sensores piezoeléctricos, diodos emisores de luz ultravioleta/azul, transistores, pantallas de emisión de campo, celdas solares híbridas, etc (Lin, Z.., 2004). En los últimos años, especialmente desde que la nanotecnología inició su importante impacto en el mundo de la ciencia, el estudio de las nanoestructuras derivadas de ZnO se convirtió en investigación de vanguardia en las nanociencias y la nanotecnología. Con la optimización de los métodos de síntesis, se logró una reducción de tamaño en estas estructuras, lo que les confirió nuevas propiedades eléctricas, mecánicas, químicas y ópticas. Los nanowires de ZnO, por ejemplo, son las estructuras ideales para estudiar el proceso de transporte en objetos unidimensionales, lo que abre las posibilidades para el estudio de fenómenos fundamentales de sistemas de baja dimensión, lo que permitirá el desarrollo de la nueva generación de nanodispositivos de alto rendimiento (Lin, Z., 2004). En el caso de los tetrápodos, éstos poseen excelentes propiedades ópticas y una significativa baja densidad de defectos nativos en comparación a otras morfologías. Los tetrápodos de ZnO consisten de un múcleo de ZnO del cual se extienden cuatro brazos lo cual permite que se ensamblen en una red con cierta porosidad y fuerza mecánica. Este material 39 se ha usado como un material reforzante en materiales compuestos, y ya se ha demostrado su aplicación en ingeniería biomédica y tecnologías avanzadas de enlace. Otra de las aplicaciones que ha ido mejorando y sigue en desarrollo es en celdas solares fotovoltaicas y celdas solares poliméricas. Por ejemplo, los nanowires, cuya movilidad eléctrica es de 17 cm2 V-1 s-1 para nanowires singulares de ZnO, similar al de los tetrápodos, han sido estudiados por sus aplicaciones en esta área. Las redes porosas del ZnO son superiores en proveer extracción de electrones a estructuras unidimensionales como los nanorods o a materiales bulk, por lo que han sido usados como interconexiones y componentes funcionales en el dispositivo fotovoltaico, ya que los tetrápodos siempre pueden transportar electrones en la dirección perpendicular al substrato conductivo debido a la dirección tetraédrica de sus brazos Las redes porosas también son importantes para incrementar la velocidad de difusión sin incrementar la velocidad de recombinación y por lo tanto pueden incrementar la eficiencia del sistema de conversión de energía fotoelectroquímica. Los investigadores ven el potencial en los tetráapodos de ZnO debido a su transporte de carga vectorial, colección de carga excelente y por su procesamiento de películas a bajas temperaturas (Yan, L. et al, 2015). El interés por las nanoestructuras derivadas de ZnO está creciendo. Sus aplicaciones en energía fotovoltaica, biomédica, sensores, detección de moléculas químicas y biológicas, astronomía, óptica, optoelectrónica, electrónica, nanociencias y nanotecnología lo vuelven un material atractivo para el estudio y optimización de métodos de sintesis para generar un posible impacto industrial y comercial (Lupan, O. et al, 2009).