Los nanotubos de carbono son uno de los secretos mejor guardados de la ciencia.

Estos diminutos materiales creados por el hombre cuentan con propiedades extraordinarias:son el material más oscuro que los humanos pueden crear, absorben la luz tan bien que pueden producir energía térmica y pueden imitar a la naturaleza para ayudar al cuerpo a combatir las bacterias.

Investigadores de Australia y China han encontrado una forma más económica y sencilla de organizar grandes grupos de nanotubos de carbono, lo que podría abrir muchas vías nuevas para que más científicos de todo el mundo los utilicen.

Los nanotubos de carbono generalmente se cultivan en la superficie de un material mediante un proceso químico que involucra una fuente de carbono y catalizadores metálicos a nanoescala, como hierro, níquel y cobalto.

Se utiliza un plasma de descarga luminiscente para hacer crecer los nanotubos de forma vertical e independiente para formar un bosque nanoscópico.

Los patrones de nanotubos predefinidos requieren una plantilla de catalizador. A menudo, la creación de dichas plantillas implica un proceso costoso y complicado llamado litografía.

La litografía es justificable en industrias altamente sofisticadas como la microelectrónica, pero se necesitan alternativas más asequibles para aplicaciones de baja tecnología a gran escala.

Ahora, los científicos han demostrado una alternativa para ensamblar y alinear poderosas colecciones de nanotubos de carbono sin necesidad de litografía.

El equipo tiene su base en la Universidad Normal del Sur de China, el Centro de Excelencia ARC en Ciencias de Exciton y el Instituto Doherty de la Universidad de Melbourne. Su investigación ha sido publicada en la revista Nanotechnology.

El Dr. Eser Akinoglu dijo:"Queremos usar los nanotubos de carbono para recubrir implantes médicos e imitar las propiedades antibacterianas de las alas de los insectos, para tener una estructura mecánica que pueda matar bacterias y, con suerte, al mismo tiempo promover el crecimiento de las células óseas ( osteoblastos).

"La idea principal es imitar las estructuras de las alas de los insectos que matan las bacterias a través de la acción mecánica, sin antibióticos químicos involucrados".

Los investigadores se basaron en un proceso de "deshumectación" para organizar las partículas de catalizador de níquel de una manera particular. La deshumectación es cuando un fluido, en este caso un metal fundido, se retrae de una superficie.

Luego, se forman islas de metal cuando se aplica calor a una película delgada de metal sobre una capa de nanoesferas de sílice, que actúa como plantilla para crear una disposición exacta de islas de níquel a nanoescala.

El diámetro de las partículas de sílice determina el "paso" de la disposición de nanotubos hexagonales, mientras que el espesor de la película de metal influye en el ancho de las islas de níquel, que a su vez determina el ancho de los eventuales nanotubos de carbono.

Finalmente, la longitud de los nanotubos se decide simplemente por cuánto tiempo se les permite crecer.

Al adoptar este enfoque, se pueden elegir todos los parámetros geométricos de los nanotubos sin necesidad de una costosa litografía.

"Normalmente, necesitarías usar litografía para hacer una plantilla", dijo Eser.

"Esto podría ser con luz, rayos X o haces de electrones. Lo que hacemos aquí elimina la necesidad de todo eso. Es una forma mucho más fácil de hacer crecer estos nanotubos de carbono en patrones periódicos predefinidos. Es la primera vez que las matrices periódicas de carbono los nanotubos se han cultivado sin un paso litográfico".

Los nanotubos de carbono resultantes repelen el agua y se asemejan a estructuras similares que se encuentran en la naturaleza, lo que significa que podrían ayudar a crear dispositivos biomiméticos, herramientas que resuelven problemas complejos al imitar cosas que se encuentran en el mundo natural.

Solo un ejemplo es el "efecto loto", en el que la capacidad de autolimpieza de una planta está determinada por las nanoestructuras dentro de sus hojas.

Los investigadores ahora intentarán descubrir si las matrices de nanotubos de carbono pueden matar las bacterias que amenazan los implantes médicos. + Explora más

La sacudida molecular tiene implicaciones para las fibras de nanotubos de carbono