A estrutura dos nanotubos de carbono é definida por um par de números inteiros conhecidos por índices quirais (n,m), ou simplesmente, quiralidade.

"A quiralidade define as propriedades ópticas e eletrônicas dos nanotubos de carbono, por isso o seu controle é um ponto crucial na exploração de suas aplicações práticas", afirmou o professor Esko I. Kauppinen, líder do Grupo de Nanomateriais da Escola de Ciências da Universidade de Aalto.

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Ao longo dos últimos anos, tem ocorrido um progresso substancial para desenvolver vários métodos de síntese onde a estrutura é controlada. O controle preciso da estrutura quiral de nanotubos de carbono de parede simples, no entanto, foi largamente dificultado, pela falta de métodos práticos para direcionar a formação das nanopartículas metálicas catalisadoras e suas dinâmicas catalíticas durante o crescimento do tubo.

"Conseguimos um crescimento epitaxial de nanopartículas de Co, por meio da redução de uma solução sólida bem conhecida contendo Co", revelou Maoshuai He, pesquisador de pós-doutorado na Escola de Tecnologia Química da Universidade de Aalto.

"Pela primeira vez, o novo catalisador foi empregado para o crescimento seletivo de nanotubos de carbono de paredes simples", acrescentou o cientista sênior Hua Jiang, da Escola de Ciências da Universidade de Aalto.

Com a introdução dos novos catalisadores em um reator convencional de CVD (deposição de vapor químico), o grupo de pesquisadores demonstrou o crescimento preferencial de nanotubos de carbono de paredes simples semicondutores (~ 90%), com uma população excepcionalmente elevada (53%) de tubos (6,5) a 500 °C. Além disso, também mostrou que é possível mudar a preferência quiral de tubos (6,5) sintetizados a 500 °C, para nanotubos (7, 6) e (9, 4), quando a temperatura de síntese é mudada para 400 °C.

"Esses resultados abrem novas perspectivas tanto para o controle estrutural de nanotubos de carbono de paredes simples, como também para elucidar seus mecanismos de crescimento, sendo, portanto, importantes para a compreensão fundamental da ciência por trás do crescimento de nanotubos", comentou o professor Juha Lehtonen, da Universidade de Aalto.

Este trabalho foi apoiado financeiramente pelo projeto CNB-E, da Universidade de Aalto, através do programa do Instituto Multidisciplinar de Digitalização e Energia (MIDE - Multidisciplinary Institute of Digitalization and Energy) e do projeto de eficiência energética de Aalto (MOPPI). Esse trabalho fez uso das instalações do Centro de Nanomicroscopia da Universidade de Aalto, na Finlândia e do Centro de Nanoscopia Eletrônica da Universidade Técnica da Dinamarca patrocinado pela Fundação A. P. Møller e Chastine Mc-Kinney Møller.

Universidade de Aalto (Tradução -AGS).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia é: "Chiral-Selective Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes on Lattice-Mismatched Epitaxial Cobalt Nanoparticles" de autoria de Maoshuai He, Hua Jiang, Bilu Liu, Pavel V. Fedotov, Alexander I. Chernov, Elena D. Obraztsova, Filippo Cavalca, Jakob B. Wagner, Thomas W. Hansen, Ilya V. Anoshkin, Ekaterina A. Obraztsova, Alexey V. Belkin, Emma Sairanen, Albert G. Nasibulin, Juha Lehtonen and Esko I. Kauppinen foi publicado online na revista Scientific Reports 3, 1460 (2013) e pode ser acessado (open access) no link http://dx.doi.org/10.1038/srep01460.