Híbrido de nanotubo e grafeno cria material super-maravilha

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/12/2012

Se um edifício fosse erguido na mesma proporção que os nanotubos, ele chegaria até o espaço.
[Imagem: Tour Group/Rice University]

Casamento natural

Os nanotubos de carbono e o grafeno são as grandes estrelas da nanotecnologia já há alguns anos - a seu tempo, cada um foi chamado de "material maravilha".

O que se poderia esperar então da união dos dois para formação de uma estrutura única?

Segundo os cientistas, o resultado é o melhor material possível para interligação de baterias e aparelhos eletrônicos e para a construção de novos sistemas de armazenamento de energia.

Híbrido grafeno/nanotubo

James Tour e seus colegas da Universidade Rice, nos Estados Unidos, criaram esse material híbrido grafeno/nanotubo fazendo com que os nanotubos crescessem como árvores sobre um solo de grafeno.

E são "árvores" extremamente altas, atingindo até 120 micrômetros - para comparação, se um edifício fosse erguido na mesma proporção, ele chegaria até o espaço.

Este é o material já sintetizado, oferecendo uma área superficial de 2.000 metros quadrados por grama de puro carbono.
[Imagem: Tour Group/Rice University]

Isso resulta em uma área superficial gigantesca - 2.000 metros quadrados por grama do material -, um fator chave quando o assunto é transferir energia ou construir dispositivos capazes de armazenar grandes quantidades de eletricidade, como os supercapacitores.

Como tanto nanotubos quanto o grafeno são compostos inteiramente de carbono, a conexão entre eles é feita por ligações covalentes.

Assim, os átomos da base dos nanotubos compartilham elétrons com os átomos do grafeno - eles não estão simplesmente apoiados, os nanotubos fazem parte da folha de grafeno e vice-versa.

Eletrodos sem costuras

"Muitas pessoas têm tentado conectar nanotubos a um eletrodo de metal e nunca tiveram bons resultados porque cria-se uma barreira eletrônica logo na interface," explica o professor Tour.

"Cultivando o grafeno sobre o metal (neste caso uma folha de cobre) e depois crescendo os nanotubos sobre o grafeno, o contato elétrico entre os nanotubos e o eletrodo de metal é ôhmico. Isso significa que os elétrons não veem nenhuma diferença, porque é tudo um material só, sem costuras," completou.

Os pesquisadores agora planejam repassar o material para outras equipes especializadas em baterias e supercapacitores para que o novo material possa ser avaliado na prática.

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