Os nanotubos podem ser usados ​​para muitas coisas:circuitos elétricos, baterias, tecidos inovadores e muito mais. Os cientistas notaram, Contudo, que nanotubos, cujas estruturas parecem semelhantes, pode realmente exibir propriedades diferentes, com consequências importantes em suas aplicações. Nanotubos de carbono e nanotubos de nitreto de boro, por exemplo, embora quase indistinguível em sua estrutura, pode ser diferente quando se trata de atrito. Um estudo conduzido pelo SISSA / CNR-IOM e pela Universidade de Tel Aviv criou modelos de computador desses cristais e estudou suas características em detalhes e observou diferenças relacionadas à quiralidade do material.

O estudo foi publicado em Nature Nanotechnology .

"Começamos com uma série de observações experimentais que mostraram que nanotubos muito semelhantes exibem diferentes propriedades de fricção, com intensidades que variam até duas ordens de magnitude, "diz Roberto Guerra, pesquisador do CNR-IOM e da International School for Advanced Studies (SISSA) de Trieste, primeiro autor do estudo. "Isso nos levou a hipotetizar que a quiralidade dos materiais pode desempenhar um papel neste fenômeno." O estudo envolvendo também Andrea Vanossi (CNR-IOM) e Erio Tosatti (SISSA), foi conduzido em colaboração com a Universidade de Tel Aviv.

Para materiais, como os usados ​​no estudo, a quiralidade está ligada ao arranjo tridimensional da trama que forma o nanotubo. "Se embrulharmos uma folha de papel pautado em torno de si mesma para formar um tubo, o ângulo que as linhas formam com o eixo do tubo determina sua quiralidade, "diz Guerra." Em nosso trabalho reconstruímos o comportamento de nanototubos de parede dupla, que pode ser imaginado como dois tubos de diâmetros ligeiramente diferentes, um dentro do outro. Observamos que a diferença de quiralidade entre o tubo interno e o externo tem um efeito notável na forma tridimensional dos nanotubos. "

Um tubo poligonal

"Se continuarmos com a metáfora do papel, a diferença de orientação entre a estrutura do tubo interno e o tubo externo determina em que medida, e, de que maneira, regiões planas (faces) ao longo do tubo se formarão ", diz Guerra. Para entender melhor o que significa "rostos", imagine uma seção transversal do tubo, que é poligonal em vez de perfeitamente circular. "Quanto menor a diferença na quiralidade, mais claros e óbvios os rostos ", conclui Guerra. Se, Contudo, a diferença na quiralidade se torna muito grande, as faces desaparecem e os nanotubos assumem a clássica forma cilíndrica.

Os rostos aparecem espontaneamente dependendo das características do material. Nanotubos de carbono de parede dupla tendem a se formar com uma diferença maior na quiralidade interna e externa em comparação com o nitreto de boro. Portanto, o primeiro geralmente mantém uma forma cilíndrica que permite menos atrito. Em estudos posteriores, Guerra e seus colegas pretendem trabalhar diretamente na medição do nível de atrito entre os nanotubos.