Nanotecnologia produz novo material refratário super eficiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/02/2004

O calor, essencial em inúmeros processos industriais, pode também ser o grande vilão em várias aplicações como, por exemplo, no aumento da eficiência das turbinas de avião, no isolamento de circuitos eletrônicos ou mesmo na reentrada dos ônibus espaciais na atmosfera. A solução para esses e muitos outros casos está na construção de melhores materiais refratários, materiais de baixa condutividade termal, capazes de evitar a passagem do calor.

Agora dois pesquisadores da Universidade de Illinois (Estados Unidos) conseguiram fabricar um novo material isolante de grande eficiência por meio do controle de sua estrutura em escala nanométrica.

A estudante Ruxandra Costescu, orientada pelo professor David Cahill, construiu nanolaminados de diversos materiais refratários e construiu um novo material composto a partir desses nanolaminados. Os cientistas descobriram que a condutividade termal do novo material é muito menor do que seria de se esperar.

O segredo está em que o calor não é transmitido de forma eficiente nas interfaces dos diversos materiais. Quanto menores os nanolaminados, ou seja, quanto maior for a área de interface entre materiais de diversos tipos, maior será a isolação térmica do material resultante.

Os pesquisadores sintetizaram os nanolaminados construindo películas finíssimas com camadas alternadas de tungstênio e óxido de alumínio por meio de deposição atômica em camadas e deposição magnetrônica por ejeção. A medição da condutividade termal do novo material foi feita por meio de uma técnica chamada termoreflectância temporal.

"A reflectibilidade de um metal é uma função muito sutil de sua temperatura," explica Cahill. "Medindo a rapidez com que a reflectibilidade e, por conseguinte a temperatura, varia ao longo do tempo, nós podemos determinar a condutividade termal."

O emprego de nanolaminados com apenas alguns nanômetros de espessura resultou em um novo material que é três vezes mais eficiente do que um isolante convencional. Como cada unidade básica do material é extremamente pequena, ampliou-se dramaticamente a área de interface, fazendo com que o calor não conseguisse se dissipar pelo material.