p Renderização de nanofios de carbono conforme sugerido por técnicas de caracterização. Esferas marrons, carbono; esferas azuis, hidrogênio. A renderização é sobreposta em uma imagem de microscopia eletrônica de transmissão dos nanofios de carbono. A imagem mostra estrias em uma separação de 6,4 Å, estendendo-se por dezenas de nanômetros. Este modelo é consistente com dados de raios-x e espalhamento de nêutrons, bem como com simulações computacionais. Crédito:Professor J.V. Badding
p Um novo nanomaterial de carbono - o fio unidimensional mais fino possível que ainda retém uma estrutura semelhante a um diamante - foi criado pelo controlador, compressão e descompressão lentas do benzeno. A unidade estrutural semelhante a diamante consiste em anéis de seis lados de átomos de carbono ligados entre si em cadeias rodeadas por um halo de átomos de hidrogênio. p Com base em estudos computacionais, em comparação com os nanotubos de carbono convencionais, os nanofios produzidos por este método podem ter excelentes propriedades mecânicas e eletrônicas. O método de síntese desenvolvido neste trabalho abre possíveis variações, como a reticulação ou funcionalização química (adição de átomos ou pequenas moléculas ao nanofio de carbono que alteram sua função). Essas variações podem levar ao design e preparação de materiais atualmente desconhecidos ou impossíveis de fazer usando as técnicas existentes.
p Nanomateriais de carbono, como fulerenos, nanotubos, e o grafeno tem excelentes propriedades físicas associadas à sua baixa dimensionalidade e ligação química semelhante à do grafite. A descoberta revolucionária é a síntese de unidimensional, nanofios de carbono com ligação semelhante a diamante com apenas 0,6 nanômetros de diâmetro. A modelagem computacional sugere que esses nanofios podem ser mais fortes do que os nanotubos de carbono ou polímeros convencionais de alta resistência e também extremamente rígidos.
p Eles são sintetizados em quantidades macroscópicas por descompressão lenta de benzeno congelado em altas pressões e trazido às condições ambientais. Em contraste com a alta temperatura, síntese em fase gasosa usada para nanotubos convencionais, O controle químico cinético, como o empregado na química orgânica, é usado para a síntese dos nanopiradores. Pode ser possível sintetizar toda uma família de materiais de nanopartículas diamondoides, mesmo com a reticulação entre os fios, ou com funcionalidade química adicionada, por esta abordagem química, que é potencialmente mais versátil do que abordagens de fase gasosa de difícil controle.
p Usando técnicas de fabricação desenvolvidas com base nesta inovação, pode ser possível produzir leves, fibras de ultra-alta resistência para uso em vários materiais estruturais em sistemas de transporte e em outros lugares. A síntese química cinética também pode permitir nanofios com diamante misto e ligações do tipo grafite que podem ter propriedades semicondutoras úteis.
