p A simulação teórica de uma equipe de pesquisa internacional da síntese de nanotubos de carbono de parede única revelou detalhes importantes dos mecanismos em jogo. Isso pode levar a melhores maneiras de controlar a produção de nanotubos de carbono. p A síntese de nanotubos de carbono (CNTs), tendo em vista sua produção em escala industrial, está atraindo grande interesse científico. Suas propriedades químicas únicas prometem uma ampla variedade de usos inovadores em acústica, biomédico, eletrônico, de Meio Ambiente, tecnologias ópticas e estruturais.

p Liderado pelo Professor Stephan Irle do Instituto de Bio-moléculas Transformativas da Universidade de Nagoya, uma equipe de pesquisadores no Japão, os Estados Unidos e a China realizaram simulações de computador que mostram mecanismos moleculares semelhantes em ação no crescimento de nanotubos de carbono e na combustão de hidrocarbonetos para formar fuligem. Esta descoberta desafia uma visão previamente aceita de que os carbonetos metálicos são necessários para criar nanotubos, através de um processo denominado deposição química de vapor.

p Os próprios modelos da equipe sugerem que processos químicos alternativos, como hidrogenobstração / adição de acetileno - um mecanismo frequentemente observado em processos de combustão - também podem ser usados ​​para cultivar nanotubos de carbono. "Essa descoberta é muito intrigante no sentido de que esses processos foram considerados por muito tempo como ocorrendo por mecanismos completamente diferentes, "diz a professora Irle.

p Em 2014, a equipe relatou as primeiras simulações de crescimento da síntese de nanotubos de carbono de parede única, usando acetileno como matéria-prima. Seu modelo de simulação usou acetileno devido às temperaturas relativamente baixas necessárias para catalisar a deposição de vapor químico, e porque mesmo pequenas quantidades aceleram as reações significativamente. De acordo com os pesquisadores, sua modelagem sugere que o papel potencial do acetileno precisa de mais estudos, assim como o modelo atualmente aceito para a produção de nanotubos de carbono.

p Desde a publicação de seus resultados, os pesquisadores começaram a modelar a síntese de grafeno - uma camada de carbono puro de um átomo de espessura - usando níquel e cobre com um catalisador de metano. Eles esperam lançar publicamente o novo modelo de simulação - baseado em uma versão direta de uma simulação cinética de Monte Carlo, onde os canais de reação são previstos automaticamente à medida que o processo de crescimento prossegue - em 2015.

p Nanotubos de carbono são nanocilindros que consistem em folhas de carbono com a espessura de um átomo (ou grafeno). Eles são usados ​​atualmente como aditivos para fortalecer vários materiais estruturais, e também pode ser usado para armazenamento de energia, bem como na próxima geração de nanoeletrônicos e dispositivos biomédicos. Os CNTs são frequentemente sintetizados por meio de deposição de vapor químico, em que o vapor de hidrocarboneto é depositado em catalisadores de metal sob um fluxo de gás não reativo em altas temperaturas. Contudo, o controle de qualidade é um desafio, pois esse método geralmente resulta na produção de CNTs com diâmetros variáveis ​​e diferentes estruturas de paredes laterais.