p Como um dos mais simples e menores de todos os motores, um nanotubo de carbono de parede dupla (DWCNT) com um tubo interno giratório e um tubo externo fixo pode um dia desempenhar um papel importante em uma variedade de nanodispositivos futuros. Em um novo estudo, pesquisadores estudaram o comportamento rotacional do tubo interno de um motor DWCNT cujo movimento é induzido por uma temperatura uniforme relativamente alta. p Os pesquisadores, K. Cai, et al., na Northwest A&F University em Yangling, China, e a Australian National University em Acton, Austrália, publicaram seu artigo sobre motores rotativos DWCNT em uma edição recente da Nanotecnologia .

p Como os cientistas explicam, Os DWCNTs têm o potencial de atuar como motores eficazes devido à sua combinação de duas propriedades importantes:a grande resistência de cada tubo individual devido às suas fortes ligações covalentes, e a fraca interação entre os dois tubos adjacentes devido às interações de van der Waals repulsivas.

p Como a pesquisa anterior mostrou, o tubo interno pode se mover dentro do tubo externo por movimento rotacional ou translacional (movendo-se para frente e para trás). Muitas vezes, esses dois tipos de movimento são combinados para que o tubo siga uma órbita helicoidal. O movimento específico do tubo interno é determinado por sua interação atômica com o tubo externo. Estudos anteriores revelaram vários fenômenos relacionados ao movimento de DWCNTs em nanoescala, como um atrito cada vez menor e uma força motriz proporcional aos gradientes de temperatura.

p No novo estudo, os pesquisadores mostraram em simulações que a rotação em um motor DWCNT pode ser induzida por um gradiente, temperatura uniforme. Aproximadamente à temperatura ambiente (300 K), o tubo interno perde sua simetria geométrica, fazendo com que ele gire. Os pesquisadores investigaram três fatores que influenciam a rotação dos tubos internos:a temperatura ambiente, o comprimento da porção fixa do tubo externo, e a lacuna intertubo.

p Usando simulações de dinâmica molecular, os pesquisadores descobriram que a frequência de rotação do tubo interno aumenta a uma temperatura de 300 K em comparação com temperaturas mais baixas, conforme o tubo interno ganha maior energia cinética. A frequência de rotação também aumenta quando todo o comprimento do tubo externo é fixo, pois isso cria um torque mais alto no tubo interno. E finalmente, a frequência de rotação aumenta quando a lacuna intertubo está perto de uma distância crítica entre duas folhas de grafeno, neste caso 0,335 nm. Quando a lacuna é menor do que isso, o atrito intertubo aumenta, e quando a lacuna é maior, há interação mais fraca entre os tubos que diminui o movimento rotacional.

p Com mais trabalho, sem gradiente, motor giratório acionado por temperatura feito de um DWCNT pode ter amplas aplicações na próxima geração de sistemas nanoeletromecânicos (NEMS).

p "Comparado com qualquer outro nanomotor, por exemplo., motores elétricos e motores movidos a gás fluídico, motores DWCNT térmicos são mais simples, menor e mais fácil de operar, "Cai disse Phys.org . "Em particular, a frequência de rotação do tubo interno é ampla, que poderia ser usado para transferência de mensagem em nanodispositivos eletromagnéticos, como interruptores, recordações, etc. "

p No futuro, os pesquisadores planejam fazer mais melhorias no motor.

p "Um motor DWCNT robusto deve ser projetado, "Cai disse." Por exemplo, a nanoestrutura deve ser estável, o estado de rotação deve ser ajustável com alta precisão e com a medição do campo eletromagnético local. " p © 2014 Phys.org