I tunnel più piccoli del mondo hanno una larghezza di pochi nanometri. Ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) e della Rice University, STATI UNITI D'AMERICA, hanno scavato tali tunnel in campioni di grafite. Ciò consentirà la strutturazione dell'interno dei materiali attraverso l'auto-organizzazione nella gamma dei nanometri e la personalizzazione della grafite nanoporosa per applicazioni in medicina e tecnologia delle batterie. I risultati sono ora presentati sulla rivista scientifica Comunicazioni sulla natura .

I tunnel sono realizzati applicando nanoparticelle di nichel alla grafite che viene poi riscaldata in presenza di gas idrogeno. La superficie delle particelle metalliche, che misurano solo pochi nanometri, funge da catalizzatore rimuovendo gli atomi di carbonio della grafite e convertendoli mediante idrogeno nel gas metano. Attraverso forze capillari, la particella di nichel viene aspirata nel "foro" che si forma e perfora il materiale. La dimensione dei tunnel ottenuti negli esperimenti era compresa tra 1 e 50 nanometri, che corrisponde a circa un millesimo del diametro di un capello umano.

Per fornire la prova della reale esistenza di questi tunnel di grafite, i ricercatori hanno utilizzato la microscopia a scansione di elettroni e tunneling. "Microscopi, infatti, immagine solo gli strati superiori del campione, "i principali autori dello studio, Maya Lukas e Velimir Meded dell'Istituto di nanotecnologia del KIT, spiegare. "I tunnel sotto questi strati superiori, però, lasciano sulla superficie strutture atomiche i cui percorsi possono essere tracciati e che possono essere assegnati ai nanotunnel per mezzo di immagini di microscopia tunnel a scansione molto dettagliate e basate su simulazioni computerizzate." Inoltre, la profondità delle gallerie è stata determinata con precisione mediante una serie di immagini riprese al microscopio elettronico a scansione da diverse prospettive.

Viene utilizzata grafite porosa, Per esempio, negli elettrodi delle batterie agli ioni di litio. Il tempo di carica potrebbe essere ridotto utilizzando materiali con dimensioni dei pori appropriate. In medicina, la grafite porosa potrebbe fungere da vettore di farmaci da rilasciare per periodi di tempo più lunghi. Sostituzione della grafite con materiali non conduttivi, per esempio. nitruro di boro, con strutture atomiche simili a quella della grafite, i tunnel potrebbero fungere da strutture di base per componenti nanoelettronici come nuovi sensori o celle solari.