Nanorör kan användas för många saker:elektriska kretsar, batterier, innovativa tyger och mer. Forskare har noterat, dock, att nanorör, vars strukturer ser likadana ut, kan faktiskt uppvisa olika egenskaper, med viktiga konsekvenser i sina ansökningar. Kolnanorör och bornitridnanorör, till exempel, samtidigt som de nästan inte kan särskiljas i sin struktur, kan vara annorlunda när det kommer till friktion. En studie utförd av SISSA/CNR-IOM och Tel Aviv University skapade datormodeller av dessa kristaller och studerade deras egenskaper i detalj och observerade skillnader relaterade till materialets kiralitet.

Studien publicerades i Naturens nanoteknik .

"Vi började med en serie experimentella observationer som visade att mycket liknande nanorör uppvisar olika friktionsegenskaper, med intensiteter som sträcker sig upp till två storleksordningar, " säger Roberto Guerra, en forskare vid CNR-IOM och International School for Advanced Studies (SISSA) i Trieste, första författaren till studien. "Detta fick oss att anta att materialens chiralitet kan spela en roll i detta fenomen." Studien omfattade även Andrea Vanossi (CNR-IOM) och Erio Tosatti (SISSA), genomfördes i samarbete med University of Tel Aviv.

För material, som de som används i studien, kiralitet är kopplat till det tredimensionella arrangemanget av väften som bildar nanoröret. "Om vi ​​lindar ett ark fodrat papper runt sig för att bilda ett rör, vinkeln som linjerna bildar med rörets axel bestämmer dess kiralitet, " säger Guerra. "I vårt arbete rekonstruerade vi beteendet hos dubbelväggiga nanotuber, som kan föreställas som två rör med lite olika diametrar, den ena inuti den andra. Vi observerade att skillnaden i kiralitet mellan innerröret och ytterröret har en anmärkningsvärd effekt på den tredimensionella formen av nanorören."

Ett månghörnigt rör

"Om vi ​​fortsätter med pappersmetaforen, Skillnaden i orientering mellan gittret på innerröret och ytterröret avgör i vilken utsträckning, och, på vilket sätt, plana områden (ytor) längs röret kommer att bildas", säger Guerra. För att bättre förstå vad som menas med "ansikten", föreställ dig ett tvärsnitt av röret, som är polygonal snarare än perfekt cirkulär. "Ju mindre skillnaden är i kiralitet, desto tydligare och tydligare ansikten", avslutar Guerra. Om, dock, skillnaden i kiralitet blir för stor, ansiktena försvinner och nanorören antar den klassiska cylindriska formen.

Ansiktena dyker upp spontant beroende på materialets egenskaper. Dubbelväggiga kolnanorör tenderar att bildas med en större skillnad i inre och yttre kiralitet jämfört med bornitrid. Därför, den förstnämnda har vanligtvis en cylindrisk form som tillåter mindre friktion. I vidare studier, Guerra och kollegor avser att arbeta direkt med att mäta nivån av friktion mellan nanorör.