Nanotubos de carbono curvos abrem novas possibilidades de usos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/04/2005

Pesquisadores da Universidade de San Diego, Estados Unidos, conseguiram pela primeira vez construir nanotubos de carbono dobrados em ângulos predeterminados. A técnica poderá permitir a criação de aparatos úteis para a nanotecnologia, convertendo esse material promissor em ferramentas e peças a serem utilizadas no interior de MEMS e NEMS, mas também abre possibilidades de usos mais imediatos, nos atuais chips de computadores.

A descoberta, apresentada no último exemplar do periódico Journal of Physical Chemistry B, foi feita pelo Dr. Sungho Jin e pelo seu estudante Joseph Aubuchon. Até agora, só era possível a construção de nanotubos retos, já que eles se fecham quando o processo de crescimento é interrompido.

"Controlar a geometria dos nanotubos é necessário para realizar as tão prometidas aplicações desses materiais," disse Jin. "Nossos novos resultados mostram que demos um passo rumo ao entendimento de como dar forma aos nanotubos, de acordo com nossas necessidades, um feito que poderá aumentar grandemente seu valor para a sociedade."

Os pesquisadores exploraram o forte alinhamento do crescimento dos nanotubos em relação a linhas de força de campos elétricos. Após crescer um conjunto alinhado de nanotubos retos, Aubuchon alterou a orientação do campo elétrico em 90º, conseguindo a produção de nanotubos em formato de L. A seguir ele foi alterando a orientação de forma alternada, até produzir nanotubos perfeitos em zigue-zague.

Os nanotubos de carbono são promissores devido às suas propriedades mecânicas excepcionalmente fortes e à sua capacidade de transmitir eletricidade em altas densidades, apenas para citar algumas de suas características. Conectores de nanotubos de carbono de apenas 1,2 nanômetros são teoricamente capazes de transferir energia suficiente para o funcionamento interno dos chips de computadores, substituindo os fios de cobre, que medem cerca de 70 nanômetros de largura.

Aubuchon utilizou uma técnica de deposição de vapor químico por plasma, fazendo crescer 2 bilhões de nanotubos por centímetro quadrado, sobre pastilhas de silício que receberam nanopartículas de níquel como sementes.

"É difícil imaginar todos os usos possíveis para os nanotubos curvados, mas nós podemos pensar em uma delas como sendo a possibilidade de melhorar o desempenho dos microscópios de força atômica," afirma Jin. São os microscópios de força atômica que permitem a geração de imagens de átomos e moléculas individuais, elementos impossíveis de serem vistos diretamente, por meio de microscópios óticos, por exemplo, já que são muito menores do que o comprimento de onda da luz visível.

O professor Jin também afirmou que as interconexões entre microcircuitos são feitas com soldas de ligas metálicas. Infelizmente essas soldas se expandem e se contraem em taxas diferentes das apresentadas pelo próprio microcircuito. Após vários ciclos de aquecimento e resfriamento, essas conexões apresentam fadiga e se quebram, danificando o chip.

"Se essas interconexões fossem feitas de nanotubos eletricamente condutores, em formato de zigue-zague, que também funcionam como uma mola, não apenas nós necessitaríamos de menor espaço para fazer as conexões, como também a diferença de expansão termal não seria mais uma preocupação, já que as interconexões seriam flexíveis," afirmou o Dr. Jin.

Utilizando uma modificação de sua técnica, os pesquisadores também conseguiram construir nanotubos em formato de T e Y, que poderão ser utilizados para tornar mais eficientes as células a combustível. Conjuntos desses nanotubos, colocados em paralelo, poderiam funcionar como cabides para as partículas da platina, o elemento catalisador. Altas densidades de nanotubos com catalisadores nas pontas poderiam permitir que essas células produzissem energia de forma muito mais eficiente.

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