Los nanotubos se pueden utilizar para muchas cosas:circuitos eléctricos, baterías tejidos innovadores y más. Los científicos han notado, sin embargo, que nanotubos, cuyas estructuras parecen similares, puede exhibir propiedades diferentes, con importantes consecuencias en sus aplicaciones. Nanotubos de carbono y nanotubos de nitruro de boro, por ejemplo, aunque casi indistinguibles en su estructura, puede ser diferente cuando se trata de fricción. Un estudio realizado por SISSA / CNR-IOM y la Universidad de Tel Aviv creó modelos informáticos de estos cristales y estudió sus características en detalle y observó diferencias relacionadas con la quiralidad del material.

El estudio fue publicado en Nanotecnología de la naturaleza .

"Comenzamos con una serie de observaciones experimentales que mostraron que nanotubos muy similares exhiben diferentes propiedades de fricción, con intensidades que van hasta dos órdenes de magnitud, "dice Roberto Guerra, investigador del CNR-IOM y de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA) en Trieste, primer autor del estudio. "Esto nos llevó a plantear la hipótesis de que la quiralidad de los materiales puede desempeñar un papel en este fenómeno". El estudio en el que participaron también Andrea Vanossi (CNR-IOM) y Erio Tosatti (SISSA), se llevó a cabo en colaboración con la Universidad de Tel Aviv.

Para materiales, como los utilizados en el estudio, la quiralidad está ligada a la disposición tridimensional de la trama que forma el nanotubo. "Si envolvemos una hoja de papel rayado alrededor de sí mismo para formar un tubo, el ángulo que forman las líneas con el eje del tubo determina su quiralidad, "dice Guerra." En nuestro trabajo reconstruimos el comportamiento de los nanototubos de doble pared, que se puede imaginar como dos tubos de diámetros ligeramente diferentes, uno dentro del otro. Observamos que la diferencia de quiralidad entre el tubo interior y el tubo exterior tiene un efecto notable en la forma tridimensional de los nanotubos ".

Un tubo poligonal

"Si continuamos con la metáfora del papel, la diferencia de orientación entre la celosía del tubo interior y el tubo exterior determina hasta qué punto, y, en qué manera, se formarán regiones planas (caras) a lo largo del tubo ", dice Guerra. Para comprender mejor qué se entiende por "caras", imagina una sección transversal del tubo, que es poligonal en lugar de perfectamente circular. "Cuanto menor sea la diferencia de quiralidad, los rostros más claros y obvios ", concluye Guerra. Si, sin embargo, la diferencia de quiralidad se vuelve demasiado grande, las caras desaparecen y los nanotubos adoptan la clásica forma cilíndrica.

Las caras aparecen de forma espontánea en función de las características del material. Los nanotubos de carbono de doble pared tienden a formarse con una mayor diferencia en la quiralidad interna y externa en comparación con el nitruro de boro. Por lo tanto, el primero suele mantener una forma cilíndrica que permite menos fricción. En estudios posteriores, Guerra y sus colegas pretenden trabajar directamente en la medición del nivel de fricción entre nanotubos.