Os nanotubos de carbono são um dos segredos mais bem guardados da ciência.
Esses minúsculos materiais feitos pelo homem possuem propriedades extraordinárias – eles são o material mais escuro que os humanos podem criar, absorvem a luz tão bem que podem produzir energia térmica e são capazes de imitar a natureza para ajudar o corpo a combater as bactérias.

Pesquisadores na Austrália e na China encontraram uma maneira mais barata e fácil de organizar grandes grupos de nanotubos de carbono, potencialmente abrindo muitos novos caminhos para seu uso por mais cientistas ao redor do mundo.

Os nanotubos de carbono são geralmente cultivados na superfície de um material usando um processo químico envolvendo uma fonte de carbono e catalisadores metálicos em nanoescala, como ferro, níquel e cobalto.

Um plasma de descarga luminosa é usado para cultivar os nanotubos verticalmente e de forma independente para formar uma floresta nanoscópica.

Padrões pré-definidos de nanotubos requerem um modelo de catalisador. Muitas vezes, a criação de tais modelos envolve um processo caro e complicado chamado litografia.

A litografia é justificável em indústrias altamente sofisticadas, como a microeletrônica, mas são necessárias alternativas mais acessíveis para aplicações de grande escala e de baixa tecnologia.

Agora, os cientistas demonstraram uma alternativa para montar e alinhar poderosas coleções de nanotubos de carbono sem a necessidade de litografia.

A equipe está sediada na South China Normal University, no ARC Center of Excellence in Exciton Science e no Doherty Institute da University of Melbourne. Sua pesquisa foi publicada na revista Nanotechnology.

O Dr. Eser Akinoglu disse:"Queremos usar os nanotubos de carbono para revestir implantes médicos e imitar as propriedades antibacterianas das asas dos insetos, para ter uma estrutura mecânica que possa matar bactérias e, ao mesmo tempo, promover o crescimento das células ósseas ( osteoblastos).

"A ideia principal é imitar as estruturas nas asas dos insetos que matam as bactérias por meio de ação mecânica, sem a presença de produtos químicos antibióticos."

Os pesquisadores contaram com um processo de "umedecimento" para organizar as partículas de catalisador de níquel de uma maneira particular. A desidratação é quando o fluido, neste caso um metal fundido, é retraído de uma superfície.

As ilhas de metal se formam quando o calor é aplicado a um filme de metal fino em uma camada de nanoesferas de sílica, que atua como um modelo para criar um arranjo exato de ilhas de níquel em nanoescala.

O diâmetro das partículas de sílica determina o "pitch" do arranjo hexagonal dos nanotubos, enquanto a espessura do filme metálico influencia a largura das ilhas de níquel, que por sua vez determina a largura dos eventuais nanotubos de carbono.

Finalmente, o comprimento dos nanotubos é simplesmente decidido por quanto tempo eles podem crescer.

Ao adotar essa abordagem, todos os parâmetros geométricos dos nanotubos podem ser escolhidos sem a necessidade de litografia dispendiosa.

"Normalmente, você precisaria usar litografia para fazer um modelo", disse Eser.

"Isso pode ser com luz, raios X ou feixes de elétrons. O que fazemos aqui elimina a necessidade de tudo isso. É uma maneira muito mais fácil de cultivar esses nanotubos de carbono em padrões periódicos predefinidos. É a primeira vez que matrizes periódicas de carbono nanotubos foram cultivados sem uma etapa litográfica."

Os nanotubos de carbono resultantes repelem a água e se assemelham a estruturas semelhantes encontradas na natureza, o que significa que podem ajudar a criar dispositivos biomiméticos – ferramentas que resolvem problemas complexos imitando coisas encontradas no mundo natural.

Apenas um exemplo é o "efeito lótus", no qual a capacidade de autolimpeza de uma planta é determinada pelas nanoestruturas dentro de suas folhas.

Os pesquisadores agora tentarão descobrir se as matrizes de nanotubos de carbono podem de fato matar as bactérias que ameaçam os implantes médicos. + Explorar mais

A agitação molecular tem implicações para as fibras de nanotubos de carbono