(Phys.org) —Nanomateriais à base de carbono têm propriedades exclusivas que os tornam úteis para muitas aplicações técnicas, incluindo construção leve, eletrônicos, geração de energia, tecnologia Ambiental, e remédios. No jornal Angewandte Chemie , uma equipe internacional de pesquisadores agora introduziu um novo processo para a produção de nanofios de carbono especialmente finos de carbono na configuração de diamante. Nesse processo, moléculas com uma estrutura semelhante a diamante estão ligadas entre si dentro de um nanotubo de carbono.
O carbono ocorre em várias configurações. Grafite e diamante são conhecidos há muito tempo. Embora o grafite seja bidimensional, folhas de carbono semelhantes a favo de mel, diamantes são tridimensionais, Estruturas em forma de gaiola consistindo em anéis de seis carbonos enrugados. Uma variedade de novas nanoconfigurações também foram descobertas:fulerenos, nanotubos de carbono, grafeno (monocamadas de grafite), nanodiamantes, e diamondoides. Os diamantóides são, na verdade, moléculas de cicloalcano com um esqueleto de carbono configurado em "gaiolas", como diamante. Eles podem ser vistos como diamantes em miniatura com átomos de hidrogênio ligados às suas superfícies externas.
Os nanofios são necessários para muitas aplicações em nanoescala. Vários tipos de nanofios foram produzidos, incluindo alguns com diâmetros variando de cerca de 50 a 100 nm, feito de carbono na configuração de diamante. Uma equipe de pesquisadores do Japão, China, Alemanha, e os EUA queriam reduzir ainda mais as dimensões dos nanofios para a faixa sub-nanométrica. Esses fios minúsculos podem ser úteis nas pontas dos microscópios de tunelamento, que são dispositivos que podem ser usados para fazer a varredura da topologia de uma superfície para produzir imagens de resolução extremamente alta.
Pesquisadores liderados por Hisanori Shinohara na Universidade de Nagoya (Japão) tiveram a ideia de fundir diamantóides em mais fios superfinos. Para fazer esse trabalho eles tiveram que recorrer a um truque:"moldes" de nanotubos de carbono. Para seu material inicial, os cientistas escolheram o diadamantano, um diamantóide feito de duas gaiolas em forma de diamante. Eles anexaram um grupo de ácido carbônico em cada extremidade dessas moléculas. As moléculas são transferidas para a fase gasosa para o procedimento sintético. Eles são sugados para os minúsculos nanotubos de carbono por ação capilar. Os melhores moldes de nanotubos foram encontrados para ser aqueles com um diâmetro interno de cerca de 1,3 nm. Dentro dos nanotubos, os diamantóides se alinham como um colar de pérolas. Aquecê-los a cerca de 600 ° C sob uma atmosfera de hidrogênio causa uma reação de polimerização / fusão na qual as moléculas diamantóides individuais se ligam através de seus grupos de ácido carbônico para formar um "fio" longo com um diâmetro de cerca de 0,78 nm. A estrutura em forma de gaiola é mantida.
Usando cálculos teóricos e várias técnicas analíticas, os cientistas conseguiram demonstrar que o carbono nos fios tem uma estrutura semelhante a um diamante.
Atualmente, os cientistas estão elaborando uma técnica de extração de ultrassom para liberar os nanofios dos nanotubos de carbono ao redor.
