p (Phys.org) —Os primeiros frutos de um empreendimento cooperativo entre cientistas da Rice University e do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) apareceram em um artigo que reúne uma riqueza de informações para aqueles que desejam usar as propriedades exclusivas de nanotubos de carbono metálico. p O artigo publicado recentemente no jornal Royal Society of Chemistry Nanoescala reúne pesquisas sobre a separação e características fundamentais dos nanotubos de carbono de poltrona, que têm sido de particular interesse para pesquisadores que tentam ajustar suas propriedades eletrônicas e ópticas.

p Este papel, disse o físico do arroz Junichiro Kono, fornece aos cientistas um recurso valioso para informações detalhadas sobre nanotubos de carbono metálico, especialmente nanotubos de poltrona. "Basicamente, resumimos todas as nossas descobertas recentes, bem como todas as informações que pudemos encontrar na literatura sobre nanotubos metálicos, junto com relatos detalhados de métodos de preparação para amostras de nanotubos enriquecidos com metal, para mostrar à comunidade o quanto agora entendemos sobre esses metais unidimensionais, " ele disse.

p Como parte do longo trabalho, a equipe compilou e publicou tabelas de estatísticas essenciais, incluindo propriedades ópticas, para uma variedade de nanotubos metálicos. "Nós fornecemos bases teóricas fundamentais e, em seguida, mostramos resultados experimentais muito detalhados sobre propriedades únicas de nanotubos metálicos, "Kono disse." Este artigo resume que tipo de aspectos são compreendidos, e o que não é, sobre os processos ópticos fundamentais em nanotubos e tornará mais fácil para os pesquisadores identificarem suas características espectroscópicas e energias de transição. "

p Os nanotubos vêm em muitos sabores, dependendo de sua quiralidade. A quiralidade é uma característica semelhante aos ângulos em que uma folha de papel plana pode se alinhar quando embrulhada em um tubo. Corte o tubo ao meio e os átomos na borda aberta se alinhariam na forma de uma poltrona, um ziguezague ou alguma variante. Mesmo que sua matéria-prima seja idêntica - hexágonos de carbono como arame de galinha - a quiralidade faz toda a diferença em como os nanotubos transmitem eletricidade.

p As poltronas são as mais cobiçadas porque não têm folga de banda; elétrons fluem sem resistência. Cabos feitos com nanotubos de poltrona têm o potencial de mover eletricidade por grandes distâncias sem praticamente nenhuma perda. Isso os torna o padrão ouro como o elemento básico do fio quântico de poltrona. O desenvolvimento contínuo deste muito forte, leve, cabos de alta capacidade podem melhorar ainda mais as propriedades de registro de fibras de nanotubos de carbono multifuncionais que estão sendo desenvolvidas pelo grupo do professor de arroz Matteo Pasquali.

p O novo trabalho liderado por Kono e Robert Hauge, um distinto professor de química na Rice, junto com cientistas do NIST e do Laboratório Nacional de Los Alamos, vai além das propriedades elétricas estabelecidas da poltrona para detalhar mais o seu potencial para a eletrônica, de detecção, dispositivos ópticos e fotônicos.

p "Claro, para chegar lá, precisamos de amostras realmente boas, "Kono disse." Muitas aplicações vão depender de nossa capacidade de separar nanotubos de carbono e, em seguida, montar estruturas macroscopicamente ordenadas que consistem em nanotubos de quiralidade única. Ninguém pode fazer isso neste momento. "

p Quando um lote de nanotubos sai de uma fornalha, é uma confusão de tipos. Isso torna a análise detalhada de suas características - sem falar de seu uso prático - um desafio.

p Mas as técnicas desenvolvidas nos últimos anos na Rice e pelo cientista do NIST Ming Zheng para purificar nanotubos metálicos estão começando a mudar isso. O estudante de graduação de Rice, Erik Hároz, disse que experimentos recentes estabeleceram "evidências inequívocas" de que um processo que ele e Kono estão usando, chamado ultracentrifugação de gradiente de densidade, pode enriquecer amostras de conjuntos de poltronas. Indo mais longe, O método de Zheng de cromatografia de troca iônica baseada em DNA fornece amostras muito pequenas de nanotubos de poltrona ultrapuros de uma única quiralidade.

p Rice e NIST estão agora procurando maneiras de combinar os métodos para obter lotes maiores de uma quiralidade de poltrona específica, Kono disse.

p Se alguém pode realizar tal avanço, esses laboratórios podem, ele disse. "Nossa equipe tem as melhores amostras possíveis de poltronas disponíveis devido a esses dois métodos, e recentemente fizemos um progresso significativo no aumento da nossa compreensão das propriedades dos nanotubos de poltrona, conforme descrito neste Nanoescala artigo."