Il nanographene è flessibile, ma più forte dell'acciaio. Con proprietà fisiche ed elettroniche uniche, il materiale è costituito da molecole di carbonio dello spessore di un solo atomo disposte a forma di nido d'ape. Ancora all'inizio dello sviluppo tecnologico, gli attuali metodi di fabbricazione richiedono l'aggiunta di sostituenti per ottenere un materiale uniforme. I metodi senza additivi risultano fragili, fibre fragili, fino ad ora.

Un team internazionale di ricercatori ha sviluppato autoassemblanti, fili di nanografene stabili e resistenti. I risultati sono stati pubblicati il ​​24 marzo in Giornale della Società Chimica Americana .

Il gruppo, guidato da Yasutomo Segawa, professore associato presso l'Istituto di Scienze Molecolari, parte degli Istituti Nazionali di Scienze Naturali in Giappone, deciso a sintetizzare curve, nanografeni impilati all'infinito, come patatine in una lattina di cartone, che possono essere assemblati in nanofili.

"I fili di idrocarburi impilati in modo efficace hanno il potenziale per essere utilizzati come una varietà di materiali nano-semiconduttori, "Segawa ha detto. "In precedenza, è stato necessario introdurre sostituenti che non sono correlati o inibiscono la funzione elettronica desiderata per controllare l'assemblaggio dei fili."

Rimuovendo i sostituenti, o additivi, dal processo di fabbricazione, i ricercatori possono sviluppare materiali molecolari che hanno uno specifico, funzione elettronica desiderata, secondo Segawa. Con questo obiettivo in mente, il team ha sviluppato una molecola chiamata nanographene deformato "morso" (bWNG), con 68 atomi di carbonio e 28 atomi di idrogeno che formano una forma a 'mela morsicata'. Nato come soluzione, se lasciato evaporare per 24 ore in presenza di esano, un ingrediente della benzina con sei atomi di carbonio, il bWNG diventa un gel.

I ricercatori hanno tentato di ricristallizzare le molecole della soluzione originale per esaminare la struttura specifica del gel bWNG attraverso la cristallografia a raggi X. Questa tecnica può rivelare la struttura atomica e molecolare di un cristallo irradiando la struttura con raggi X e osservando come si diffrangono.

"Abbiamo tentato di ricristallizzare molte volte per determinare la struttura, ma è cresciuto fino a poche centinaia di nanometri, "Segawa ha detto, notando che questa dimensione è troppo piccola per la cristallografia a raggi X. "Era solo per diffrazione elettronica, un nuovo metodo per determinare la struttura dei materiali organici, che siamo stati in grado di analizzare la struttura."

La diffrazione elettronica è simile alla cristallografia a raggi X, ma usa gli elettroni invece dei raggi X, risultando in uno schema di interferenza con il materiale del campione che indica la struttura interna.

Hanno scoperto che il gel bWNG era costituito da un doppio filamento, nanofibre a doppia elica che si sono assemblate da curve, nanografi impilabili.

"La struttura delle nanofibre è una doppia elica a doppio filamento, che è molto stabile e, perciò, forte, "Segawa ha detto. "Successivo, vorremmo realizzare un filo semiconduttore fatto interamente di atomi di carbonio."