Los conjuntos de nanotubos de carbono podrían ser la base de dispositivos de almacenamiento de energía de alta densidad y sistemas eficientes de enfriamiento de chips. El rendimiento de esos dispositivos, sin embargo, depende de la calidad de los nanotubos y la estructura precisa del conjunto. Así que los investigadores, incluso Anastasios John Hart, profesor adjunto de ingeniería mecánica de la Universidad de Michigan están mejorando las técnicas para cultivar bosques cuidadosamente estructurados de nanotubos de carbono de alta calidad. Hart hizo estas imágenes mediante un microscopio electrónico de barrido; todas muestran nanotubos cultivados en forma vertical.

Aquí hay un compuesto de muchas imágenes de nanotubos de carbono cultivados sobre obleas de silicio o en cavidades perforadas en las obleas. Cada estructura en forma de penca consta de miles de nanotubos o más. El catalizador que inicia el crecimiento de los nanotubos está visible debajo de algunos de ellos como una mancha oscura semejante a una sombra. Las estructuras que se ven mustias fueron sumergidas en líquido después que crecieron; a medida que se evaporó el líquido, los nanotubos se marchitaron.

El diseño intrincado que se ve arriba, consta de nanotubos de carbono cultivados sobre una oblea de silicio modelado con un catalizador. La oblea se pone dentro de una cámara de calor que se llenó de etileno u otro gas que contiene carbono. En las partes de la oblea cubiertas con el catalizador, los tubos puros de carbono brotan a gran velocidad; si un árbol creciera en la misma proporción, Hart dice que crecería a 804 kilómetros por hora.

En esta imagen muy aumentada, grupos pequeños de nanotubos, constando de 5 a 10 nanómetros de diámetro, están enmendando las rajaduras de la estructura.

Las fuerzas intramoleculares causan que los nanotubos de carbono se adhieran entre sí. A medida que brotan los nanotubos, pueden tironear de sus vecinos, agilizando su crecimiento. Pero si las condiciones de reacción no son las óptimas, (por ejemplo si se activa demasiado catalizador o muy poco), esta adhesión, entre otros factores, puede resultar en que aparezcan marañas, volutas, líneas de fallo y otras estructuras.

Al explotar estas tendencias diferentes, Hart puede crear estructuras más complejas como los “dedos” curvados que se ven arriba, que tal vez puedan usarse como sondas de sensores.