Embora sejam considerados materiais altamente promissores para uma ampla gama de aplicações – desde transistores para eletrônicos ultrarrápidos até cabos para elevadores espaciais – os nanotubos de carbono têm sido negligenciados devido aos desafios enfrentados na sua produção em escala industrial.
Um dos maiores obstáculos reside na dificuldade de fabricar nanotubos de carbono que exibam propriedades semicondutoras. Dependendo da sua estrutura, alguns nanotubos são classificados como metálicos, permitindo que elétrons fluam através deles com qualquer energia. Embora essa condutividade seja eficiente para a transmissão de eletricidade, torna-os inadequados para aplicações eletrônicas, pois não podem ser desativados.
Essa limitação restringe seu uso na eletrônica digital, que depende de sinais elétricos ligados ou desligados para representar estados binários, como os transistores semicondutores de silício que alternam entre 0 e 1 para realizar cálculos.
Recentemente, Francesco Mastrocinque e sua equipe da Universidade Duke, nos EUA, revelaram uma abordagem promissora para superar esse desafio: transformar nanotubos metálicos em uma forma que possa ser ativada e desativada, permitindo que funcionem como semicondutores.
“A chave está nos polímeros especiais – substâncias cujas moléculas estão conectadas em longas cadeias – que envolvem o nanotubo em uma espiral ordenada, semelhante a enrolar uma fita em torno de um lápis,” explicou Mastrocinque.
Controle da condutância dos nanotubos
Os pesquisadores demonstraram que, ao modificar o tipo de polímero envolvido no nanotubo, é possível criar novos tipos de nanotubos semicondutores. Embora continuem a conduzir eletricidade, eles só o fazem quando uma quantidade específica de energia externa é aplicada.
Além disso, esse efeito é reversível: envolver o nanotubo em um polímero altera suas propriedades eletrônicas de condutor para semicondutor, mas ele pode retornar ao seu estado metálico original quando o polímero é removido.
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No entanto, a equipe mantém um certo grau de cautela, reconhecendo que a criação de nanotubos semicondutores individuais representa apenas um passo inicial na utilização dessa forma de eletrônica orgânica tão aguardada. “Estamos longe de fabricar dispositivos,” observou o professor Michael Therien.
Apesar disso, a capacidade de controlar a condutividade dos nanotubos tem numerosas aplicações práticas. Por exemplo, esses nanotubos podem ser utilizados como sensores para detectar luz de comprimentos de onda específicos, incluindo radiação infravermelha, que é invisível ao olho humano.
Fonte: Inovação Tecnológica
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