O espaço interno dos nanotubos de carbono pode atuar como um modelo para a síntese de cadeias de carbono semelhantes a nanodiamantes. Como uma equipe de cientistas do Japão, Alemanha, e o relatório dos Estados Unidos no jornal Angewandte Chemie , esta abordagem modelada de polimerização abre caminho para o design de novos nanomateriais unidimensionais.
Materiais nanométricos, como nanofios, oferecem propriedades únicas que são completamente distintas daquelas dos materiais a granel. Contudo, nanoestruturas unidimensionais são difíceis de sintetizar. Em uma cooperação internacional, Hisanori Shinohara, da Universidade de Nagoya, no Japão, e seus colegas desenvolveram um método que usa nanotubos de carbono como vaso de reação para a polimerização modelada de nanomateriais de cadeia linear. A ideia era que durante a polimerização, as pequenas moléculas precursoras adotariam naturalmente a estrutura unidimensional dos tubos apenas se seu diâmetro interno fosse pequeno o suficiente. Diâmetros maiores ofereceriam muito espaço para que a polimerização pudesse terminar ou se tornar descontrolada. Usando este método, Shinohara e seus colegas foram capazes de sintetizar uma estrutura polimérica de nanodiamante unidimensional por uma técnica de recozimento relativamente simples. Eles descrevem sua abordagem:"A presente abordagem baseada em modelo para a síntese de polímeros diamondoides de cadeia linear é totalmente diferente das abordagens químicas convencionais."
Os cientistas usaram diamantano, uma estrutura de gaiola de 10 carbonos, como uma molécula precursora e bloco de construção para a polimerização. Esta molécula foi bromada em ambos os lados para que, após a adição de nanopartículas de ferro, o bromo seria abstraído e um diradical formado. Em uma reação de polimerização química normal, os radicais formados abstrairiam hidrogênio para reações de terminação, mas:"Para nossa grande surpresa, os radicais são persistentes e recombinados entre si dentro dos nanotubos de carbono, "escrevem os autores. E:" Dependendo do diâmetro interno dos nanotubos de carbono, as espécies inseridas podem ser transformadas em polímeros de cadeia linear ou em carbono amorfo. "Como resultado, as estruturas formadas nos tubos de 1 nm eram uma cadeia polimérica de nanodiamondoides, que pode ser visualizado de forma impressionante por microscopia eletrônica.
Para ser mais coloquial, os nanotubos de carbono formados, preenchidos com o polímero nanodiamondoide, parecem macarrão com espaguete. Para extrair o polímero interno, uma sonicação / extração de fase de solução pode ser aplicada, os relatórios do grupo. A grande vantagem do novo método é a simplicidade e especificidade da formação da cadeia polimérica nanoestruturada unidimensional. Essa técnica certamente atrairá a atenção dos cientistas de materiais.
