Fibras sintéticas de alta resistência feitas com nanotubos de carbono

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/05/2006

As fibras de carbono já são largamente conhecidas do público, embora, ainda hoje, possam ser consideradas um material estrutural "high-tech". Elas são utilizadas em uma série de produtos, desde raquetes de tênis até carenagens de carros de Fórmula 1.

Mas as fibras de carbono não são "o material perfeito". Embora sejam extremamente resistentes e leves, elas possuem uma resistência menor quando sofrem impacto no sentido perpendicular de suas fibras. O mesmo acontece com vários outros tipos de fibras.

Assim que os nanotubos de carbono foram descobertos, há pouco mais de 10 anos, os cientistas logo pensaram em fabricar fibras de nanotubos de carbono, uma nova geração de materiais estruturais que poderá permitir até a construção de elevadores espaciais, que ponham cargas em órbita da Terra, aposentando os caros foguetes.

Mas esta não tem sido uma tarefa fácil, e a fabricação de compósitos utilizando apenas nanotubos de carbono ainda não apresentou sucessos muito marcantes.

Agora, cientistas da Universidade do Havaí e do Instituto Rensselaer, Estados Unidos, tiveram sucesso adotando um enfoque diferente: ao invés de usar apenas nanotubos de carbono, eles mesclaram esse material inovador com fibras cerâmicas.

O resultado foi uma espécie de sanduíche de nanotubos de carbono, um compósito com uma altíssima resistência - até cinco vezes superior à resistência apresentada pela fibra sozinha.

O segredo da técnica está num método criado pelos cientistas para dispersar os nanotubos entre as fibras de carbeto de silício - um composto cerâmico feito de silício e carbono.

As camadas de fibra são embebidas em uma matriz de epóxi de alta temperatura. A seguir, várias dessas camadas são empilhadas umas sobre as outras, formando um compósito tridimensional - com nanotubosagindo com mecanismo de travamento entre as camadas.

"Este é um exemplo muito bom de como usar os nanotubos para resolver importantes problemas atuais, ao invés de se tentar algo totalmente novo, construindo-se compósitos baseados apenas em nanotubos, o que tem se mostrado uma tarefa muito complicada," diz Pulickel Ajayan, coordenador da pesquisa.

Testes com o novo compósito mostraram que a condutividade termal e elétrica do material foram significativamente melhoradas. Com isto, além de sua natural utilização como material estrutural, o novo compósito com nanotubos de carbono poderá ser utilizado para monitorar propagações de fissuras em vários tipos de estruturas.