Um nanomaterial capaz de suportar temperaturas e outras condições extremas, como as de um foguete termonuclear, as cadeias lineares de carbono são moléculas compostas de átomos de carbono distribuídos ao longo de uma linha. Em artigo publicado na Physical Review Letters, a física Nathalia Leal Costa, da Universidade Federal do Ceará (UFC), e uma equipe internacional de pesquisadores, determinaram as propriedades termodinâmicas universais de cadeias lineares de carbono formadas no interior de nanotubos de carbono.
O estudo foi coordenado pelos físicos Paulo Araújo, da Universidade do Alabama, Estados Unidos, Alexandre Pascoal, da UFC, e Newton Martins, da Universidade Federal do Pará (UFPA), além de contar com a participação de colaboradores da Coreia do Sul e do Japão.
“Essas cadeias são estáveis quando sintetizadas em nanotubos de carbono”, Nathalia explica no vídeo. “Nosso estudo foi realizado em dois sistemas diferentes, dentro de nanotubos de paredes múltiplas e de paredes duplas.”
Observadas por meio da espectroscopia Raman, essas cadeias lineares de carbono apresentam a chamada banda C, em torno de 1850 cm-1. Nathalia e seus colegas analisaram teórica e experimentalmente variações da banda C com a temperatura, mostrando ser possível descrever suas propriedades termodinâmicas usando o chamado formalismo de Debye, para temperaturas de até 700 Kelvin. “As grandezas termodinâmicas dessas cadeias são independentes do tamanho da cadeia e também do ambiente aonde essas cadeias são sintetizadas”, explica a física. “Portanto essas grandezas seguem leis universais com a temperatura.”
O trabalho foi realizado com apoio do Programa de Intercâmbio entre a Sociedade Brasileira de Física e a American Physical Society (APS).
Artigo científico
Thermodynamics of Linear Carbon Chains
Nathalia L. Costa, Keshav Sharma, Yoong Ahm Kim, Go Bong Choi, Morinobu Endo, Newton M. Barbosa Neto, Alexandre R. Paschoal e Paulo T. Araujo
Phys. Rev. Lett. 126, 125901 – 26 de março de 2021
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