Um sistema que usa laser e corrente elétrica para posicionar e alinhar com precisão os nanotubos de carbono representa uma nova ferramenta em potencial para a criação de dispositivos eletrônicos a partir de fibras minúsculas.

Como os nanotubos de carbono têm propriedades térmicas e elétricas únicas, eles podem ter aplicações futuras em resfriamento eletrônico e como dispositivos em microchips, sensores e circuitos. Ser capaz de orientar os nanotubos de carbono na mesma direção e posicioná-los com precisão pode permitir que essas nanoestruturas sejam utilizadas em tais aplicações.

Contudo, é difícil manipular algo tão pequeno que milhares deles caberiam no diâmetro de um único fio de cabelo, disse Steven T. Wereley, professor de engenharia mecânica na Purdue University.

“Uma das coisas que podemos fazer com esta técnica é montar nanotubos de carbono, colocá-los onde quisermos e transformá-los em estruturas complicadas, " ele disse.

As novas descobertas da pesquisa liderada pelo estudante de doutorado de Purdue, Avanish Mishra, são detalhadas em um artigo publicado online em 24 de março no jornal Microsistemas e Nanoengenharia , publicado pelo Nature Publishing Group.

A tecnica, chamado de padrão eletrocinético rápido (REP), usa dois eletrodos paralelos feitos de óxido de índio e estanho, um material transparente e eletricamente condutor. Os nanotubos são dispostos aleatoriamente enquanto suspensos em água desionizada. Aplicar um campo elétrico faz com que eles se orientem verticalmente. Em seguida, um laser infravermelho aquece o fluido, produzir um vórtice em forma de donut de líquido circulante entre os dois eletrodos. Este vórtice permite que os pesquisadores movam os nanotubos e os reposicionem.

“Quando aplicamos o campo elétrico, eles são imediatamente orientados verticalmente, e então quando aplicamos o laser, começa um vórtice, que os leva para pequenas florestas de nanotubos, "Wereley disse.

O artigo de pesquisa foi de autoria de Mishra; Katherine Clayton, estudante de graduação de Purdue; A estudante Vanessa Velasco da University of Louisville; Stuart J. Williams, professor assistente de engenharia mecânica na University of Louisville e diretor do Integrated Microfluidic Systems Laboratory; e Wereley. Williams é um ex-aluno de doutorado em Purdue.

A técnica supera as limitações de outros métodos de manipulação de partículas medidas na escala de nanômetros, ou bilionésimos de um metro. Neste estudo, o procedimento foi usado para nanotubos de carbono de paredes múltiplas, que são folhas de carbono ultrafinas enroladas chamadas grafeno. Contudo, de acordo com os pesquisadores, usando esta técnica, outras nanopartículas, como nanofios e nanobastões, podem ser posicionadas de forma semelhante e fixadas na orientação vertical.