Hacia la creación de nanotubos de carbono con un metro de longitud

A la temperatura correcta, y con el catalizador adecuado, no hay ninguna razón para que no se pueda hacer crecer sin defectos un nanotubo de carbono de una sola pared, que, siendo 50.000 veces más delgado que un cabello humano, alcance sin embargo un metro de largo.

Esa valoración es el resultado de un estudio en el cual se ha explorado un mecanismo de autorreparación que podría hacer posible un crecimiento tan extraordinario como el descrito. El crecimiento hasta longitudes tan grandes es importante para diversas aplicaciones potenciales.

La investigación la han llevado a cabo científicos de la Universidad Rice en Houston, Texas, la Universidad Politécnica de Hong Kong y la Universidad Tsinghua de Pekín, en China las dos últimas.

El equipo de Boris Yakobson, Feng Ding, Qinghong Yuan y Zhiping Xu ha determinado que el hierro es el mejor y el más rápido entre los catalizadores comunes para la reparación de los defectos topológicos (anillos con demasiados átomos o menos de los necesarios) que inevitablemente surgen a veces durante la formación de los nanotubos y que afectan a sus valiosas propiedades electrónicas y físicas.

Las energías asociadas con cada átomo de carbono determinan cómo se posiciona en un nanotubo. Pero se ha venido manteniendo un largo debate entre los científicos sobre lo que realmente sucede en la superficie de contacto entre el catalizador y un tubo en crecimiento.


Los resultados del nuevo estudio aportan algunas pistas sobre esto, y además sugieren que mediante un control lo bastante estricto de las condiciones en las que crecen los nanotubos es viable ayudarlos a autocorregir sus defectos sobre la marcha, de tal modo que el proceso de formación conduzca a nanotubos perfectos, sin necesidad de arreglos posteriores. Los errores en la colocación de los átomos son detectados y corregidos en una fracción de milisegundo, antes de que se conviertan en parte de la pared del nanotubo.

Los investigadores también han conseguido determinar por medio de simulaciones que cuanto más lento es el crecimiento, más largo puede ser un nanotubo perfecto. Un nanotubo que crezca aproximadamente a 1 micrómetro por segundo a unos 400 grados centígrados posiblemente podría alcanzar el metro de longitud.