Nanotecnologia

Sintetizado um nanocinto de carbono - depois de 60 anos de tentativas

Nanoanel de carbono
Nanoanel de carbono - os átomos de carbono aparecem em laranja e cinza, e os átomos de hidrogênio em branco. [Imagem: ITbM/Nagoya University]

Nanocinto de carbono

Os químicos vêm tentando sintetizar nanocintos de carbono há mais de 60 anos, mas ninguém havia tido sucesso até agora.

Quem conseguiu o feito foi Guillaume Povie, trabalhando na Universidade de Nagoia, no Japão.

A expectativa é que esses nanocintos de carbono - há quem prefira nanocorreias ou mesmo nanoanéis - sirvam como molde para a construção de nanotubos de carbono de grandes comprimentos, permitindo que eles sejam tecidos para criar cordas superfortes.

O nanocinto mede 0,83 nanômetro de diâmetro e é composto por anéis de benzeno fundidos - por sua vez anéis aromáticos formados por seis átomos de carbono.

"Ninguém sabia nem mesmo se sua síntese orgânica era possível ou não. Contudo, eu tinha minha mente fixa na síntese dessa belíssima molécula," contou o professor Yasutomo Segawa, membro da equipe.

Fabricação de nanotubos

Embora possam por si sós inaugurar um novo ramo na pesquisa das nanoestruturas de carbono, os nanocintos são vistos como parte da família dos nanotubos - vá empilhando os nanocintos e o nanotubo vai crescendo aos poucos.

As técnicas atuais de síntese dos nanotubos produzem resultados muito inconsistentes, não apenas com tubos metálicos e semicondutores misturados, mas também com arranjos moleculares diferentes, diâmetros variados e protuberâncias nas laterais, o que vem impedindo seu uso prático.

A possibilidade de construir os nanotubos a partir de anéis individuais, montados uns sobre os outros, abre caminho para sua fabricação de forma precisa, consistente e em larga escala.

Nanoanel de carbono
Estrutura do nanocinto (esquerda) e o material visto em macroescala. [Imagem: ITbM/Nagoya University]

Rumo ao mercado

A dificuldade em sintetizar nanocintos de carbono deve-se às suas energias de tensão extremamente elevadas. Isso ocorre porque o benzeno é estável na forma plana, mas fica instável devido à fusão para formação dos anéis.

A equipe resolveu este problema usando como precursor uma molécula de p-xileno, que é uma molécula de benzeno com dois grupos metila, e depois pacientemente traçando uma rota que consiste em nada menos do que 11 etapas.

Os nanoanéis de carbono apresentam-se como um sólido de cor vermelha e com uma profunda fluorescência. A análise por cristalografia de raios X revelou que o nanocinto tem uma forma cilíndrica, exatamente como os nanotubos de carbono.

A equipe pretende lançar seu material no mercado o quanto antes. "Estamos ansiosos para descobrir novas propriedades e funcionalidades do nanocinto de carbono [em colaboração] com pesquisadores de todo o mundo," disse Segawa.

Bibliografia:

Synthesis of a Carbon Nanobelt
Guillaume Povie, Yasutomo Segawa, Taishi Nishihara, Yuhei Miyauchi, Kenichiro Itami
Science
DOI: 10.1126/science.aam8158




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