Uma equipe internacional, incluindo pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, fabricou com sucesso, pela primeira vez, nanotubos de dissulfeto de nióbio com propriedades estáveis e previsíveis. Essa conquista, publicada na ACS Nano, representa um avanço na ciência de materiais. Esse novo nanomaterial promete abrir caminho para dispositivos eletrônicos mais rápidos, transmissão de energia eficiente e o desenvolvimento de futuros computadores quânticos, com o sal desempenhando um papel crucial nesse processo.
Nanotubos são estruturas cilíndricas ocas extremamente pequenas, formadas pelo enrolamento de camadas atômicas. Seu tamanho e formato únicos conferem a eles propriedades distintas de materiais tridimensionais ou em massa, tornando-os mais resistentes que o aço, mais leves que o plástico, com baixa resistência elétrica, alta condutividade térmica e exibindo efeitos quânticos exóticos, o que os torna blocos de construção ideais para tecnologias futuras. Anteriormente, embora os cientistas pudessem fabricar nanotubos usando carbono e nitreto de boro isolante, não podiam usar metais devido às suas diferentes propriedades em escala atômica.
A equipe de pesquisa utilizou dissulfeto de nióbio, que possui propriedades únicas como a supercondutividade, para processá-lo em tubos extremamente finos, que foram então enrolados em moldes de nanotubos de carbono e nanotubos de nitreto de boro. O avanço reside na obtenção de um formato enrolado para o material, já que esses materiais normalmente tendem a se espalhar em folhas planas. A adição de uma pequena quantidade de sal desempenha um papel crucial no processo de crescimento; sem sal, o dissulfeto de nióbio cresce plano, enquanto com sal, ele forma a camada externa desejada.
Esses nanotubos também tendem a formar estruturas bicamadas. Os nanotubos de pequeno diâmetro mais numerosos são bicamadas, em vez de monocamadas, o que torna as estruturas bicamadas mais vantajosas. O crescimento das camadas eletrônicas bicamadas se deve ao movimento de elétrons entre as duas camadas. Rotkin propôs um novo modelo e o verificou por meio de simulações computacionais. Seu formato enrolado resolve o problema de manipulação de materiais bidimensionais planos e é mais estável do que nanofios cortados de folhas bidimensionais.
Rotkin afirmou que, se a supercondutividade do dissulfeto de nióbio bidimensional puder ser aplicada a nanotubos unidimensionais, isso trará novas oportunidades para a computação quântica e a fabricação de fios supercondutores, melhorando a velocidade e a eficiência dos dispositivos eletrônicos. Atualmente, a pesquisa está em fase inicial, mas fornece uma importante prova de conceito, e pesquisas futuras poderão explorar como integrá-la a diversas tecnologias.
