Nanotecnologia

Nanotubos de carbono crescem perfeitos a partir de sementes

Nanotubos de carbono crescem perfeitos a partir de sementes
O precursor de hidrocarboneto, colocado sobre uma superfície de platina, dobra-se na forma de uma tampa, que por sua vez funciona como semente para o crescimento de um nanotubo de carbono bem definido.[Imagem: Empa/Juan Ramon Sanchez Valencia)]

Fabricação de nanotubos

Os nanotubos de carbono têm sido objeto de pesquisas fundamentais e aplicadas há mais de 20 anos.

Contudo, tem sido difícil gerar aplicações práticas com eles porque é muito difícil fabricar nanotubos de carbono de forma consistente e confiável.

Eles têm propriedades mecânicas, termais e eletrônicas extraordinárias, mas costumam "sair do forno" em versões metálicas e semicondutoras misturadas - separá-los é um trabalho à parte.

Já foi construído o primeiro computador de nanotubos de carbono, mas se acredita que é possível sonhar mais alto, por exemplo, com os elevadores espaciais - pelo menos as cordas de carbono já começaram a ser testadas em elevadores terrestres.

Agora, pesquisadores dos Laboratórios Empa (Suíça) e do Instituto Max Planck (Alemanha) vislumbraram uma nova forma de fabricar nanotubos de carbono perfeitos e com propriedades previsíveis.

Sementes de nanotubos

Juan Ramon Sanchez-Valencia e seus colegas estão usando "sementes" de carbono para fazer crescer nanotubos perfeitamente homogêneos, o que permite definir se eles serão metálicos ou semicondutores.

"O grande desafio foi encontrar a molécula inicial adequada que pudesse realmente 'germinar' sobre uma superfície plana para formar a semente correta," disse Roman Fasel, coordenador da equipe

A molécula é um hidrocarboneto com pouco mais de 150 átomos.

O processo começa com a molécula colocada sobre uma superfície de platina, crescendo em um domo por meio de uma reação catalítica que rompe ligações de hidrogênio e cria ligações carbono-carbono em locais específicos.

Os carbonos adicionais, para que o nanotubo cresça, são fornecidos por outra reação, por meio da decomposição catalítica do etileno (C2H4).

Os carbonos vão se posicionando corretamente entre a borda do nanotubo e a superfície de platina, fazendo com que a nanoestrutura cresça continuamente.

Os experimentos iniciais conseguiram produzir nanotubos perfeitos de até 300 nanômetros de altura - mais de 100 milhões deles em uma superfície de platina de um centímetro quadrado.

Os pesquisadores afirmam que o próximo passo é melhorar a capacidade de germinação das suas sementes, já que nem todas geram nanotubos.

Bibliografia:

Controlled Synthesis of Single-Chirality Carbon Nanotubes
Juan Ramon Sanchez-Valencia, Thomas Dienel, Oliver Gröning, Ivan Shorubalko, Andreas Mueller, Martin Jansen, Konstantin Amsharov, Pascal Ruffieux, Roman Fasel
Nature
Vol.: 512, 61-64
DOI: 10.1038/nature13607




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