Chế tạo thành công vật liệu nano dạng xoắn

Mới đây, các nhà khoa học của Đại học Michigan (Mỹ) đã sử dụng một quy trình có tên "định hình mao dẫn" để tạo nên các ống nano cacbon có dạng xoắn, bện vào nhau, vòng tròn đồng tâm và cánh hoa tạo nên hình “kính vạn hoa”, đây sẽ là một nghiên cứu quan trọng trong việc phát triển các thiết bị siêu nhỏ và vật liệu nano.
Phương pháp định hình mao dẫn sẽ có thể được áp dụng trên nhiều loại ống nano và dây dẫn nano, chúng sẽ tạo nên sự hấp dẫn trong việc sản xuất các sản phẩm nano.
Quy trình định hình mao dẫn bắt đầu với một tấm kim loại mỏng đóng vai trò vừa là chất xúc tác vừa là khuôn mẫu. Tấm kim loại sẽ được đặt trên một miếng silicon. Các mảnh của tấm kim loại có hình dáng khác nhau và chúng sẽ định hình cấu trúc của ống nano thành phẩm.

Dạng vật chất nano cơ bản

Tiếp theo, miếng silicon và tấm kim loại được làm nóng trong một lò chứa hỗn hợp khí hydrocacbon với nhiệt độ cao. Trong một quy trình kết tủa hóa học, khí hydrocacbon sẽ phản ứng với các tấm kim loại khiến cacbon trong hỗn hợp khí  hình thành các ống nano và nổi lên trên tấm kim loại. Sau đó, silicon và ống nano được treo trên một chiếc cốc chứa acetone đun sôi. Khi acetone ngưng tụ trên các ống nano, nó sẽ di chuyển vào khoảng trống giữa các ống thông qua hiện tượng mao dẫn (hiện tượng chất lỏng dâng lên hay hạ xuống trong các ống nhỏ do sức căng bề mặt của chất lỏng) và khiến các ống bị uốn hoặc vặn xoắn thành cấu trúc 3 chiều.
Giáo sư Hart, khoa kỹ thuật cơ khí của Đại học Michigan cho biết: "Chúng tôi lập trình tạo hình 3D của các ống nano từ những hình ảnh 2D và phát hiện ra rằng, hình dạng ban đầu của chúng ảnh hưởng đến tác động của lực mao dẫn theo một cách riêng biệt. Một số thì bị uốn cong, số khác lại vặn xoắn và chúng tôi có thể kết hợp chúng tùy ý muốn".
Một loạt cấu trúc 3D của ống nano cacbon có thể được sản xuất cùng lúc và do đặc tính rất cứng của ống nano, chúng có thể được sử dụng như một khuôn đúc để tạo ra các cấu trúc tương tự với các vật liệu khác. Hart tin rằng ống nano cacbon có thể được dùng để chế tạo các thiết bị siêu nhỏ và vật liệu nano chẳng hạn như các que ghép nối với tế bào, thiết bị chiết tách và vật liệu có trọng lượng nhẹ để sản xuất máy bay và tàu vũ trụ.