O desempenho elétrico e ótico dos nanotubos de carbono é fortemente afetado pelos defeitos estruturais.

Isso levou os pesquisadores a proporem nova estrutura de carbono, conhecida como nanotubos haeckelite (HNTs), que pode melhorar as propriedades eletrônicas.

Na Universidade de Lanzhou, China, Bingrui Li e sua equipe de trabalho executaram cálculos que demonstram que os HNTs podem apresentar alguns fenômenos de condução invulgares, incluindo a “resistência negativa“.

Os nanotubos Haeckelite são, em grande parte, compostos de defeitos do tipo Stone-Wales, no qual a estrutura de carbono habitualmente hexagonal, comuta para pentágonos e heptágonos (ver a figura).

Este tipo de defeito é responsável pela diminuição do intervalo de energia entre a banda de valência e a banda de condução dos nanotubos, levando ao comportamento de semicondutor ou até mesmo de condutor de eletricidade.

A equipe de Li simulou as propriedades eletrônicas de um pequeno segmento de HNT imprensado (feito sanduiche), tanto entre os eletrodos feitos de outros HNTs, como entre dois eletrodos de ouro.

A previsão teórica é que ambos os sistemas claramente apresentam comportamento metálico (são condutores elétricos).

No entanto a condução elétrica não apresentou comportamento linear (lei de Ohm) e, em alguns pontos, a previsão é que a corrente elétrica diminui enquanto a tensão aumenta, indicando o efeito de resistência negativa.

Os pesquisadores sugerem que a resistência negativa surge, nesse caso, porque as bandas de energia de condução dos eletrodos e da amostra não coincidem.

Este resultado implica que outras propriedades incomuns de transportes elétrico podem ser descobertas na eletrônica da nanoescala do carbono.

Li, Y. F., Li, B. R. & Zhang, H. L. Ab initio investigations of the transport properties of Haeckelite nanotubes. J. Phys.: Condens. Matter 20, 415207 (2008).