p Nanotubos - cilindros microscópicos em forma de canudos, mas apenas um milésimo do diâmetro de um cabelo humano - foram objeto de intensa pesquisa, com usos potenciais que variam de células solares a sensores químicos e materiais compostos reforçados. A maior parte da pesquisa está centrada em nanotubos de carbono, mas as propriedades de outros nanotubos parecem ser semelhantes. p Por isso, foi bastante inesperado quando Lydéric Bocquet, professor visitante do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental do MIT, conduziram testes em nanotubos de carbono (CNTs) e nanotubos de nitreto de boro (BNNTs) e descobriram que, pelo menos em termos de uma propriedade-chave, atrito, os dois tipos de tubos aparentemente idênticos não eram apenas diferentes, mas quase o oposto em suas características:os CNTs são tão escorregadios que são descritos como tendo uma forma extrema de ausência de atrito, chamado de superlubricidade. BNNTs, por outro lado, exibem um nível muito alto de atrito - uma descoberta totalmente inesperada.

p Os testes foram realizados em um aparelho que permite a suspensão de um nanotubo entre dois suportes, que pode então separá-lo com uma força calibrada com precisão. Os tubos - na verdade, um conjunto de tubos aninhados, muito parecido com um telescópio antiquado - eventualmente quebra sob o esforço. Um ou mais tubos podem ser retirados de dentro dos outros, como estender o telescópio. A força necessária para puxar um tubo para fora do outro pode então ser medida.

p "Foi uma grande surpresa - encontramos uma grande diferença no atrito, "Bocquet diz. As descobertas são descritas em um artigo na revista Materiais da Natureza , co-autoria de Bocquet e quatro de seus colegas na Université de Lyon, na França. O trabalho fazia parte de uma colaboração contínua, chamado MultiScale Material Science for Energy and Environment, entre o MIT e o Centre National de la Recherche Scientifique, na França.

p Elementos semelhantes, efeitos diferentes

p Os componentes do nitreto de boro - boro e nitrogênio - flanqueiam o carbono na tabela periódica, então suas propriedades tendem a ser bastante semelhantes, Bocquet aponta. Embora os BNNTs tenham sido investigados antes, o material é "menos conhecido do que os nanotubos de carbono, "diz ele. Quando você estuda os dois lado a lado, ele adiciona, eles são basicamente os mesmos, exceto por suas propriedades elétricas:os CNTs são condutores ou semicondutores, enquanto os BNNTs são isolantes. É por isso que foi um choque descobrir "uma grande diferença, embora estruturalmente sejam essencialmente os mesmos. Há uma diferença oculta que ainda não entendemos totalmente. "

p Não está claro quais aplicações práticas a descoberta pode ter, Bocquet diz, mas ele sugere que os tubos de alta fricção podem funcionar como uma espécie de material de absorção de choque. "Uma grande membrana desse material pode dissipar muita energia, "diz ele. Ironicamente, o material há muito é produzido como um lubrificante industrial:aparentemente, suas propriedades de lubrificação em massa são muito diferentes do atrito entre camadas visto nos experimentos de laboratório.

p Mas Bocquet vê essa descoberta principalmente como um melhor entendimento das propriedades fundamentais dos materiais. O trabalho de sua equipe para manipular BNNTs "dá muitas novas dicas de propriedades de materiais em nanoescala, " ele diz.

p Questões desafiadoras

p As diferenças entre como os materiais se comportam em massa e em nanoescala "são típicas do tipo de questões que são desafiadoras agora, "Bocquet diz, mas poderia permitir o desenvolvimento de sistemas e dispositivos nanoeletromecânicos. "Você poderia pensar em criar uma espécie de nano seringa, " por exemplo, ele diz. "Em algum sentido, o limite é apenas imaginação. "

p Erio Tosatti, professor de física na International School for Advanced Studies em Trieste, Itália, que não estava conectado com esta pesquisa, diz que esta pesquisa "mostra que estrutura e geometria não são tudo o que importa para dissipação deslizante; ionicidade e diferenças de estrutura eletrônica também fazem." Ele acrescenta que este relatório "provavelmente permanecerá como uma referência contra a qual nossas futuras teorias de nanofricção precisarão ser testadas."

p Além do Bocquet, o trabalho foi conduzido por Alessandro Siria - que concebeu o aparelho usado no experimento - Antoine Nigues, Pascal Vincent, e Philippe Poncharal, todos da Université de Lyon. Foi apoiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.