Het bombarderen van een koolstof nanobuisje met elektronen zorgt ervoor dat het met zo’n grote kracht in elkaar klapt dat zelfs de hardste materialen naar buiten worden geperst, vervormd of zelfs gebroken. Een ijzersterke tube tandpasta dus.

Koolstof nanobuisjes staan al geruime tijd in de belangstelling. Ze worden gezien als de lichtste, sterkste materialen ooit en worden om deze bijzondere eigenschappen steeds meer toegevoegd aan een variëteit aan materialen.

Een onderzoeksteam aan Rensselaer onderzocht nu hoe deze kracht van de buisjes verder uitgebuit kan worden. Ze vulden de buisjes daartoe met nanodraden van ijzer en ijzercarbide en bestraalden ze vervolgens met een elektronenstraal. Met behulp van een elektronenmicroscoop was het team in staat het proces te volgen met een hoge resolutie.

De buisjes bleken door de elektronenstraal ineen te krimpen en de materialen door hun holle kern naar buiten te persen. Ze bleken in staat de ijzersterke draden niet alleen uit te stoten, maar ook te vervormen of zelfs te breken. Zo nam in één test nam de diameter van het ijzercarbide af van 9 naar 2 nanometer.

Het onderzoeksteam van Rensselaer ziet het systeem als een soort metaalbewerker, waarmee minuscuul gereedschap gemaakt kan worden. Volgens onderzoeksleider Pulickel Ajayan is er steeds meer behoefte naar dergelijke gereedschappen, gezien de toenemende mate van manipulatie van processen op nanoschaal.

Door de enorme drukbestendigheid zijn de buisjes volgens de onderzoeker ook geschikt voor nano-hydraulica en cilinders. In de experimenten doorstonden ze een druk oplopend tot 40 gigapascal.

Het team van Rensselaer werkte voor hun onderzoek samen met wetenschappers van de Johannes Gurenberg universiteit in Duitsland, het Institute for Scientific and Technological Research in Mexico en de universiteit van Helsinki in Finland.

Het onderzoek is gepubliceerd in de Science editie van 26 mei.

Bron: Persbericht Rensselaer Polytechnic Institute, 25 mei 2006