Por Nikhil Swaminathan

Os nanotubos já eram minúsculos. Agora, pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley descobriram uma forma de tornar essas estruturas de carbono ainda menores. O tamanho dos novos tubos, usados em sensores químicos e de massa assim como em transistores e osciladores, lhes confere propriedades que tornam seu desempenho superior – por exemplo, eles são capazes de oscilar em freqüências mais altas e possuem melhor condutividade elétrica. “Agora temos controle sobre um importante componente em nanoescala, que pode ser incorporado em todos os tipos de dispositivos”, diz Tom Yuzvinsky, pós-graduando em Física de Matéria Condensada, co-autor do estudo.

Tentativas anteriores de reduzir os nanotubos envolveram a irradiação das minúsculas estruturas com elétrons. Esse bombardeio causava defeitos em razão da perda de material – transformando um tubo liso e regular num queijo suíço, explica Yuzvinsky. No método, os pesquisadores queriam tirar proveito dessa perda de material, mas sem danificar os tubos. Eles aqueceram o tubo “emitindo uma enorme corrente através dele” ao mesmo tempo em que o irradiavam, segundo Yuzvinsky. A quantidade de calor que passa pelo nanotubo – com a temperatura subindo a milhares de graus – quase o transforma em líqüido. Embora sejam produzidos defeitos nas paredes da estrutura, os átomos, em estado próximo ao líqüido, se reagrupam para preencher os espaços em um processo chamado de recozimento. “Este é o ponto no qual o nanotubo pode se reagrupar em sua forma mais estável”, diz Yuzvinsky, “que é também a mais forte”. Os contatos elétricos das pontas do nanotubo são fixos e permanecem inalterados e os cientistas monitoram o progresso usando um microscópio de transmissão de elétrons.

No artigo, que será publicado na edição de 13 de dezembro da Nano Letters, da Sociedade Americana de Química, os autores descrevem o encolhimento de um nanotubo de 21,5 nanômetros para 0,9 nanômetro de diâmetro. “Para algumas aplicações, é preciso ajustar o diâmetro com exatidão”, ressalta Yuzvinsky. “Para controlar a freqüência com que um oscilador mecânico opera, é preciso ajustar a firmeza do nanotubo. E uma forma fácil de se fazer isso é mudar seu diâmetro.”
O tempo exigido pelo processo depende da quantidade de corrente utilizada e do tempo de irradiação, observa Yuzvinsky, acrescentando que o novo artigo descreve o encolhimento de um nanotubo em 30 minutos, embora o processo possa ser mais rápido ou mais lento que isso. P. M. Ajayan, engenheiro de materiais do Instituto Politécnico Rensselaer, diz estar impressionado com o fato de a equipe de Berkeley ter conseguido manipular os nanotubos enquanto colhia medições diretas durante a transformação das estruturas. Ele teme, no entanto, que “o processo possa não ser viável para a confecção de dispositivos na prática, já que a irradiação de elétrons a altas voltagens não é compatível com processos de fabricação”.

Atualmente, o novo método reduz o tamanho de apenas um nanotubo por vez, mas Yuzvinsky diz que o processo poderia ser automatizado. Além de adaptar o método para produção em massa, ele afirma que, na sua forma atual, “o próximo passo lógico é aplicá-lo por todos os lados”. Por exemplo, ele diz que os nanotubos encolhidos poderiam ser empregados para criar sensores individualizados para detectar massa em escalas subatômicas. Ele também ressalta que o processo permitirá progressos no estudo dos nanotubos. “Agora é possível selecionar o diâmetro de antemão e depois medir as propriedades eletrônicas, mecânicas e químicas – seja lá o que se queira fazer.”