Los precursores moleculares específicos permiten el crecimiento de nanotubos de carbono con una pureza estructural sin precedentes. Sobre una superficie de platino, el precursor de hidrocarburo plano se pliega en una tapa de extremo, que a su vez actúa como semilla para el crecimiento de un nanotubo de carbono bien definido. La imagen del lado derecho muestra imágenes de microscopía de túnel de barrido del precursor, la tapa del extremo "doblada", y el resultante (6, 6) nanotubos de carbono, junto con los modelos estructurales correspondientes. Crédito:Empa / Juan Ramon Sanchez Valencia
(Phys.org) —Un equipo de investigadores con miembros de Suiza y Alemania ha desarrollado un método para producir un tipo específico de nanotubos de carbono de pared simple con una estructura predefinida. Describen el procedimiento en su artículo publicado en la revista. Naturaleza . James Tour ofrece un artículo de News &Views en la misma revista que analiza el trabajo pionero realizado por el equipo.
Nanotubos de carbon, como la mayoría sabe, son tubos hechos solo de átomos de carbono, y muy a menudo tienen paredes de solo un átomo de espesor (conocidas como paredes simples). Debido a sus propiedades únicas, Los investigadores los han estado creando y utilizando en una variedad de aplicaciones que van desde células solares, a detectores de luz y sensores. Un serio obstáculo para su uso generalizado ha sido la incapacidad de producir en masa nanotubos de carbono de pared simple que son todos casi exactamente iguales. Cultivarlos con métodos convencionales da como resultado nanotubos que tienen una variedad de formas y tamaños diferentes, por lo tanto, usarlos requiere separar los que se ajustan a las especificaciones, un proceso costoso y que requiere mucho tiempo. En este nuevo esfuerzo, el equipo de investigación ha desarrollado una forma de producir un "lote" de nanotubos que tienen todas las mismas características.
Los tipos de nanotubos de carbono se definen por especies, cada uno tiene lo que se conoce como un índice de quiralidad que consta de dos números:uno describe el diámetro del tubo, el otro, el ángulo de las paredes con respecto a la base cuando el tubo se ha enrollado. Para crear nanotubos que sean todos iguales de una sola vez, significaría crear un lote que sea de la misma especie con el índice de quiralidad came. Para que eso suceda el equipo comenzó con "semillas" predefinidas:moléculas orgánicas que se crearon específicamente para ese propósito, utilizando un proceso de varios pasos. Las semillas se colocaron sobre una superficie de platino y luego se calentó toda la obra a 500 ° centígrados; se utilizó etanol como fuente de los átomos de carbono. Como explican los investigadores, es la disposición de los átomos en las semillas lo que determina las especies de nanotubos que crecen. En sus experimentos, cultivaron nanotubos de carbono con un (6, 6) índice de quiralidad.
Crecimiento selectivo de (6, 6) nanotubos de carbono de pared simple sobre una superficie de platino. Diminutas tapas dobladas a partir de un precursor molecular plano actúan como semillas para el crecimiento de nanotubos bien definidos mediante la incorporación de carbono de un gas como el etanol o el etileno. Crédito:Empa / Universität Erlangen / Konstantin Amsharov
El proceso no está exento de problemas, por supuesto, los nanotubos resultantes salen todos de pie, que tienden a agruparse a medida que crecen, lo que podría presentar problemas para algunos procesos. También, la cantidad de material utilizado para la base es significativamente mayor que para los métodos convencionales, lo que agrega un costo adicional. A pesar de estas limitaciones, El logro del equipo se considera un gran avance en la creación de nanotubos de carbono de pared simple.
Crecimiento selectivo de (6, 6) nanotubos de carbono de pared simple sobre una superficie de platino. Diminutas tapas dobladas a partir de un precursor molecular plano actúan como semillas para el crecimiento de nanotubos bien definidos mediante la incorporación de carbono de un gas como el etanol o el etileno. Crédito:Empa / Universität Erlangen / Konstantin Amsharov
Crecimiento selectivo de (6, 6) nanotubos de carbono de pared simple sobre una superficie de platino. Diminutas tapas dobladas a partir de un precursor molecular plano actúan como semillas para el crecimiento de nanotubos bien definidos mediante la incorporación de carbono de un gas como el etanol o el etileno. Crédito:Empa / Universität Erlangen / Konstantin Amsharov
Sobre una superficie de platino, el precursor de hidrocarburo plano se pliega en una tapa de extremo, que a su vez actúa como semilla para el crecimiento de un nanotubo de carbono bien definido. Crédito:Empa / Juan Ramon Sanchez Valencia 
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