Conheça sobre as fibras de nanotubos para substituir os fios de cobre

Os nanotubos de carbono são surpreendentes e apesar de seus usos na eletrônica ultrarrápida e até em aplicações inusitadas, como em exames de DNA (por exemplo), a grande promessa dos nanotubos, desde o seu surgimento, se baseia em sua resistência estrutural, teoricamente capaz de viabilizar a construção de estruturas únicas, resistentes, mais leves e mais econômicos.

Mas por enquanto, a grande dificuldade é transformar os nanotubos, que medem poucos nanômetros de comprimento (por isso o nome), em fibras de nanotubos com dimensões utilizáveis em escala humana.

Vamos entender um pouco?

O Professor e Pesquisador Gang Wang, da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos da América, está desenvolvendo uma técnica que permite justamente isso, capaz de fazer os nanotubos de carbono formarem fibras, não por união eletrostática, como ocorre com os fios de algodão, por exemplo, mas por meio de ligações químicas cruzadas e com intensidade forte para dar resistência.

Mas como isso é feito? Bem, Gang Wang dispersou moléculas de hidrocarbonetos bromados dentro da matriz de nanotubos. Depois, quando a mistura foi aquecida, os grupos de bromo se soltam e as moléculas se ligam covalentemente aos nanotubos adjacentes (vizinhos mais próximos).

O Professor, Joseph Lyding, do grupo de pesquisa, destaca:

Quando você aplica uma corrente elétrica através desses materiais, a resistência à corrente é mais alta nas junções onde os nanotubos se tocam. Como resultado, gera-se calor nas junções e usamos esse calor para ligar quimicamente os nanotubos.

Este novo tratamento é um processo único e uma vez que essas ligações se formam, a resistência na junção diminui e o material esfria. O difícil foi encontrar a “receita certa” e saber quais moléculas usar, em quais concentrações, e qual a intensidade da corrente elétrica a ser aplicada para grudar os nanotubos.

A equipe afirma que o resultado apresentado agora é apenas o primeiro protótipo, mas garante que dá para melhorar muito o processo com uma sintonia fina nos diversos ingredientes desta receita.

Uma primeira aplicação para estas fibras que a equipe tem em mente é na substituição dos tradicionais fios de cobre para transmissão de eletricidade, uma vez que os nanotubos são excelentes condutores elétricos e as fibras de nanotubos pesam 10 vezes menos do que fios de cobre da mesma espessura. O próximo passo será sintetizar fibras maiores para aplicações estruturais e que requerem mais carregamentos.

Interessante não? Vamos acompanhar a evolução!

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Referência: Inovação Tecnológica e Artigo Enhanced Electrical and Mechanical Properties of Chemically Cross-Linked Carbon-Nanotube-Based Fibers and Their Application in High-Performance Supercapacitors. Revista: ACS Nano. Vol.: 14, 1, 632-639. DOI: 10.1021/acsnano.9b07244

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