Un equipo interdisciplinario de investigadores dirigido por Northeastern University ha desarrollado un método novedoso para construir de manera controlable uniones entre nanotubos precisos y una variedad de estructuras de nanocarbono en matrices de nanotubos de carbono. El método, los investigadores dicen, es fácil y fácilmente escalable, lo que les permitirá adaptar las propiedades físicas de las redes de nanotubos para su uso en aplicaciones que van desde dispositivos electrónicos hasta materiales compuestos reforzados con CNT que se encuentran en todo, desde automóviles hasta equipos deportivos.

Sus hallazgos fueron publicados el lunes en la revista. Comunicaciones de la naturaleza . El artículo, titulado "Esculpir enlaces de carbono para la transformación alotrópica a través de la reingeniería del estado sólido del carbono -sp2", fue coautor de postdoctorados, estudiantes, e investigadores destacados de la CNT de la Northeastern University, el Instituto de Tecnología de Massachusetts, y el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, cuya experiencia abarca desde la física y la ingeniería mecánica hasta la ciencia de los materiales y la ingeniería eléctrica.

El arquitecto principal del método novedoso del equipo para rediseñar los enlaces de carbono fue Hyunyoung Jung, el autor principal del artículo y un becario postdoctoral en el laboratorio del coautor Yung Joon Jung, experto en nanofabricación y profesor asociado de ingeniería mecánica e industrial.

Hyunyoung descubrió que la aplicación controlada, pulsos de voltaje alterno a través de redes de nanotubos de carbono de pared simple los transformaron en CNT de pared simple de mayor diámetro; CNT de paredes múltiples de diferentes morfologías; o nanocintas de grafeno multicapa.

El nuevo método de reconstrucción, a diferencia de los intentos anteriores de fusionar nanotubos, evita los productos químicos agresivos y las temperaturas extremadamente altas. haciendo que la técnica de ingeniería de estado sólido sea eminentemente conducente a la escalabilidad. Y lo que es más, el nuevo método produce uniones moleculares cuyas conductividades eléctricas y térmicas son muy superiores en comparación con la red CNT ensamblada sin uniones.

Sus robustas propiedades físicas, los investigadores dicen, hacen que estas uniones entre nanotubos sean perfectas para reforzar materiales compuestos que requieren tenacidad mecánica, incluyendo raquetas de tenis, clubes de golf, carros, e incluso aviones, donde actualmente se utilizan fibras de carbono. "El uso de estos materiales para componentes mecánicos podría aligerar automóviles u otras estructuras mecánicas sin sacrificar la resistencia, "Yung Joon explicó.

Los investigadores describieron la utilidad de su innovador trabajo mediante el uso de una metáfora en la que los nanotubos de carbono eran ladrillos de construcción de paredes. Forme una pared apilando ladrillos individuales uno encima del otro, ellos dijeron, y mira cómo la pared se derrumba. Pero construye un muro colocando cemento entre los ladrillos y maravíllate con la fuerza indomable de los más grandes, Unidad singular.

"Hemos llenado los huecos con cemento, "dijo el coautor Swastik Kar, profesor asistente de física en Northeastern, de acuerdo con la metáfora. "Comenzamos con nanotubos de carbono de pared simple, "añadió, "y luego usó este método pionero para unirlos".

Además de Kar, Hyunyoung, y Yung Joon, Los coautores del noreste del artículo fueron Younglae ​​Kim, un ex estudiante de posgrado, y Sanghyung Hong, un candidato a doctorado en el laboratorio de Yung Joon Jung. "El profesor Kar y nuestros grupos han tenido una colaboración muy sólida durante muchos años, ", Dijo Yung Joon." Esta investigación reúne a expertos de varias disciplinas no solo para producir un artículo de alto impacto, sino también para generar propiedad intelectual ".