امکان جداسازی نانولوله‌های کربنی با کایرالیته‌ی یکسان

دانشمندان دانشگاه Rice توانستند روش جداسازی نانولوله‌های هم‌نوع را پیدا کنند.
آنها فرمولی ارائه کردند که می‌توان با آن انرژی هر قطعه از گرافن را با هر زاویه‌ای
که بریده شده باشد، اندازه گرفت.

انرژی گرافن به زاویه یا کایرالیته‌ی لبه‌های آن بستگی دارد و محاسبه‌ی آن همواره
مشکل بوده‌است. ولی این تحقیق به مواردی در رشد نانولوله‌ها اشاره دارد که می‌تواند
به راه‌های منطقی برای کنترل کایرالیته متقارن آنها منجر شود.

لبه‌های صفحات گرافن می‌توانند به دو شکل زیگزاگ یا صندلی باشند که زیگزاگ‌ها فلزی
و صندلی‌ها نیمه‌هادی هستند و یک چرخش ۳۰ درجه‌ای آنها را از هم جدا می‌کند. حال
اگر حلقه‌های شش‌ضلعی یک صفحه کمتر از ۳۰ درجه جابه‌جا شوند، اتم‌های مستقر در طول
یک لبه به‌طور نامناسب قرار گرفته، آنالیز انرژی را پیچیده می‌کنند.

راه‌های بسیاری برای تبدیل گرافن به نانولوله‌های کربنی وجود دارد، ولی کنترل
چگونگی لوله شدن آنها غیر ممکن است. کایرالیته‌ی یک نانولوله به‌وسیله‌ی ترکیب
انرژی‌هایی که در شروع رشد آن دخالت دارند، تعیین می‌شود. هنگامی که نانولوله از
توده‌ی کربنی اولیه به دست می‌آید، لبه‌ی آن ذاتاً همان لبه‌ی گرافن است. نانولوله
در ابتدا شبیه به یک کلاه است و بدنه ندارد. کایرالیته این نانولوله‌ی در حال تشکیل
هنگامی که اتم‌های بخش کلاه‌مانند ششمین پنج‌ضلعی خود را می‌سازند، تعیین می‌شود.
در این مرحله می‌توان درباره‌ی نحوه‌ی ظهور ساختارهای کایرال مطالعات کمی انجام داد.
اگر دانشمندان بتوانند انرژی موجود میان کاتالیست و ساختار کربنی را اندازه گرفته و
انرژی اطراف کاتالیست را تغییر دهند، امکان تغییر کایرالیته وجود دارد.

نتایج این مطالعه در شماره‌ی دسامبر ۲۰۱۰ مجله‌ی Physical Review Letters منتشر شده‌است.