(PhysOrg.com) -- L'espace a apparemment sa propre recette pour fabriquer des nanotubes de carbone, l'une des contributions les plus intrigantes de la nanotechnologie ici sur Terre, et les métaux sont manifestement absents de la liste des ingrédients.

La découverte est le sous-produit surprenant des expériences de laboratoire conçues par Joseph Nuth au Goddard Space Flight Center de la NASA, Ceinture verte, Md. et ses collègues pour répondre à la question astronomique de savoir comment le carbone est recyclé dans les régions de l'espace qui engendrent des étoiles et des planètes. Les travaux pourraient également aider les chercheurs à comprendre des observations déroutantes sur certaines supernovas.

Dans un article récent de Lettres de revues astrophysiques , L'équipe de Nuth décrit la réaction chimique modeste. Contrairement aux méthodes actuelles de production de nanotubes de carbone - des structures minuscules mais solides avec une gamme d'applications en électronique et, finalement, peut-être même la médecine - la nouvelle approche n'a pas besoin de l'aide d'un catalyseur métallique. "Au lieu, des nanotubes ont été produits lorsque des particules de poussière de graphite ont été exposées à un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène gazeux, " explique Nuth.

"Je suis étonné des implications de cet article, non seulement pour l'astrophysique mais aussi pour la science des matériaux, " dit Dick Zare, le président du département de chimie de l'Université de Stanford, Stanford, Californie "La nature pourrait-elle connaître une nouvelle chimie pour fabriquer des nanotubes de carbone que nous n'avons pas encore découvert?"

Une indication de cette possibilité est venue en 2008, quand le long, structures de carbone minces connues sous le nom de whiskers de graphite - essentiellement, de plus grands cousins ​​des nanotubes de carbone ont été identifiés dans trois météorites. Cette découverte a offert la perspective alléchante qu'une brume de moustaches de graphite dans l'espace pourrait expliquer pourquoi certaines supernovas semblent plus sombres, et donc plus loin, qu'ils ne devraient l'être, selon les modèles actuels. Encore, "on sait très peu de choses sur la formation de moustaches de graphite, et il est donc difficile d'interpréter correctement leur découverte, " déclare Marc Fries du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie.

Fries et Andrew Steele à la Carnegie Institution for Science, Washington, a rapporté les découvertes de la météorite.

Maintenant, les expériences de l'équipe de Nuth suggèrent une voie possible pour former de telles structures. C'est " exactement le genre d'approche fondamentale nécessaire pour une compréhension significative de ce que sont les moustaches de graphite et de ce que signifie leur présence dans le contexte plus large de la formation du système solaire et des observations astronomiques, ", explique Fries.

L'approche de Nuth est une variante d'une manière bien établie de produire de l'essence ou d'autres combustibles liquides à partir du charbon. C'est ce qu'on appelle la synthèse Fischer-Tropsch, et les chercheurs soupçonnent qu'il aurait pu produire au moins certains des composés simples à base de carbone du système solaire primitif. Nuth propose que les nanotubes produits par de telles réactions pourraient être la clé du recyclage du carbone qui est libéré lorsque les grains riches en carbone sont détruits par des explosions de supernova.

La structure des nanotubes de carbone produits dans ces expériences a été déterminée par Yuki Kimura, un scientifique des matériaux à l'Université du Tohoku, Japon, qui a examiné les échantillons sous un puissant microscope électronique à transmission. Il a vu des particules sur lesquelles le graphite lisse d'origine s'est progressivement transformé en une région non structurée et finalement en une zone riche en masses emmêlées ressemblant à des cheveux. Un examen plus attentif avec un microscope encore plus puissant a montré que ces vrilles étaient en fait des nanotubes de carbone empilés en coupelles, qui ressemblent à une pile de tasses en polystyrène avec le fond découpé.

Ces observations ont surpris Kimura car les nanotubes de carbone sont généralement cultivés avec du platine ou un autre métal comme catalyseur, pourtant, la réaction de Nuth n'avait utilisé aucun métal. Kimura a vérifié la contamination mais " n'a pas trouvé la présence de particules métalliques accompagnant le nanotube dans l'échantillon, " il dit.

Si d'autres tests indiquent que la nouvelle méthode convient aux applications en science des matériaux, il pourrait compléter, voire remplacer, la façon familière de fabriquer des nanotubes, explique Kimura. Cette possibilité "est des plus excitantes et invite encore plus à l'étude, " dit Zare.

Les résultats pourraient également ouvrir un nouveau domaine d'investigation en astronomie, car "on peut prendre les moustaches produites par Joe et interroger leurs propriétés, " dit Steele.

En particulier, les chercheurs peuvent évaluer si les moustaches de graphite absorbent la lumière, note-t-il. Un résultat positif donnerait du crédit à la proposition selon laquelle la présence de ces molécules dans l'espace affecte les observations de certaines supernovas. La capacité de tester cette hypothèse pourrait déclencher sa propre réaction.