Desenrolando nanotubos de carbono

Destaque em Física, semana de 24 de julho de 2014

destaque-24072014Os famosos nanotubos de carbono são estruturas em escala nanoscópica construídas somente de átomos de carbono. Podemos visualizá-los como uma tira plana de átomos de C formando um padrão hexagonal enrolada na forma de um tubo. Segundo estudos teóricos ainda não verificados experimentalmente, os nanotubos representam (potencialmente) o mais resistente material já sintetizado pelo homem. Mas o que acontece quando se produz uma violenta colisão de um nanotubo contra um obstáculo?

Essa pergunta motivou pesquisadores dos Estados Unidos, da Índia e do Brasil a realizarem experimentos e simulações computacionais de colisões em hipervelocidade entre nanotubos e alvos sólidos (por exemplo placas metálicas espessas).

O trabalho, publicado no periódico "Nano Letters", revela os defeitos produzidos nos nanotubos após as violentas colisões, com eventual quebra da estrutura, assim como um fenômeno de evaporação rápida de átomos, levando à abertura do nanotubo ao longo de seu eixo – com a estrutura tubular se desfazendo como se abrisse um zíper ao longo de seu comprimento, e voltando à estrutura de tira plana.

Para confirmar a interpretação dos experimentos, os pesquisadores realizaram simulações através de modelos computacionais a fim de entender os mecanismos de deformação e fratura envolvidos no processo.

Não é a primeira vez que se induz um nanotubo a desenrolar. Isso é feito por vias químicas, para a obtenção de grafeno – material que consiste em uma folha de átomos de carbono formando o mesmo padrão hexagonal dos nanotubos, só que formando uma estrutura plana. A novidade aqui é induzir o processo apenas pelo impacto mecânico.

Participaram do estudo Pedro Autreto, Leonardo Machado e Douglas Galvão, do Departamento de Física Aplicada da Unicamp, em colaboração com pesquisadores da Universidade Rice, em Houston, e do Instituto Indiano de Ciência, em Bangalore.

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