p Cientistas da Rice University descobriram o solvente "definitivo" para todos os tipos de nanotubos de carbono (CNTs), um avanço que traz a criação de um nanofio quântico altamente condutor cada vez mais perto. p Os nanotubos têm o hábito frustrante de agrupar, tornando-os menos úteis do que quando são separados em uma solução. Cientistas do arroz liderados por Matteo Pasquali, professor de engenharia química e biomolecular e de química, vêm tentando desvendá-los há anos, enquanto procuram métodos escaláveis ​​para torná-los excepcionalmente fortes, ultraleve, materiais altamente condutores que podem revolucionar a distribuição de energia, como o fio quântico da poltrona.

p O fio quântico da poltrona - um cabo macroscópico de nanotubos metálicos bem alinhados - foi idealizado pelo falecido Richard Smalley, um químico de arroz que compartilhou o Prêmio Nobel por sua participação na descoberta da família de moléculas que inclui o nanotubo de carbono. Rice está comemorando o 25º aniversário dessa descoberta este ano.

p Pasquali, o autor principal Nicholas Parra-Vasquez e seus colegas relataram este mês no jornal online ACS Nano que o ácido clorossulfônico pode dissolver nanotubos de meio milímetro de comprimento em solução, uma etapa crítica na rotação de fibras de nanotubos ultralongos.

p Métodos atuais para dissolver nanotubos de carbono, que incluem envolver os tubos com surfactantes semelhantes a sabão, dopando-os com metais alcalinos ou anexando pequenos grupos químicos às paredes laterais, dispersar nanotubos em concentrações relativamente baixas. Essas técnicas não são ideais para fiação de fibra porque danificam as propriedades dos nanotubos, seja anexando pequenas moléculas às suas superfícies ou encurtando-as.

p Alguns anos atrás, os pesquisadores do Rice descobriram que o ácido clorossulfônico, um "superácido, "adiciona cargas positivas à superfície dos nanotubos sem danificá-los. Isso faz com que os nanotubos se separem espontaneamente em sua forma natural agrupada.

p Este método é ideal para fazer soluções de nanotubos para fiação de fibra porque produz dopes fluidos muito semelhantes aos usados ​​na fiação industrial de fibras de alto desempenho. Até recentemente, os pesquisadores pensaram que este método de dissolução seria eficaz apenas para nanotubos curtos de parede única.

p No novo jornal, a equipe do Rice relatou que o método de dissolução ácida também funciona com qualquer tipo de nanotubo de carbono, independentemente do comprimento e tipo, contanto que os nanotubos estejam relativamente livres de defeitos.

p Parra-Vasquez descreveu o processo como "muito fácil".

p "Apenas adicionar os nanotubos ao ácido clorossulfônico resulta na dissolução, sem mesmo misturar, " ele disse.

p Embora as pesquisas anteriores tivessem se concentrado em nanotubos de carbono de parede única, a equipe descobriu que o ácido clorossulfônico também é adepto da dissolução de nanotubos de paredes múltiplas (MWNTs). “Existem muitos processos que fazem nanotubos de paredes múltiplas a um custo mais barato, e há muita pesquisa com eles, "disse Parra-Vasquez, que obteve seu doutorado em Rice no ano passado. "Esperamos que isso abra novas áreas de pesquisa."

p Eles também observaram pela primeira vez que SWNTs longos dispersos por superácidos formam cristais líquidos. "Já sabíamos que com nanotubos mais curtos, a fase líquido-cristalina é muito diferente dos cristais líquidos tradicionais, então, cristais líquidos formados a partir de nanotubos ultralongos devem ser interessantes para estudar, " ele disse.

p Parra-Vasquez, agora um pesquisador de pós-doutorado no Centre de Physique Moleculaire Optique et Hertzienne, Universite 'de Bordeaux, Talence, França, veio para Rice em 2002 para estudos de pós-graduação com Pasquali e Smalley.

p Co-autor do estudo Micah Green, professor assistente de engenharia química na Texas Tech e ex-bolsista de pós-doutorado no grupo de pesquisa de Pasquali, disse que trabalhar com nanotubos longos é a chave para atingir propriedades excepcionais em fibras porque tanto as propriedades mecânicas quanto elétricas dependem do comprimento dos nanotubos constituintes. Pasquali disse que o uso de longos nanotubos nas fibras deve melhorar suas propriedades na ordem de uma a duas magnitudes, e que propriedades aprimoradas semelhantes também são esperadas em filmes finos de nanotubos de carbono sendo investigados para aplicações eletrônicas flexíveis.

p Um objetivo imediato para os pesquisadores, Parra-Vasquez disse, será encontrar "grandes quantidades de nanotubos ultralongos de parede única com poucos defeitos - e então fazer aquela fibra que sonhamos em fazer desde que cheguei a Rice, um sonho que Rick Smalley teve e que todos nós compartilhamos desde então. "