Técnica poderá revolucionar fabricação de componentes nanoeletrônicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/05/2005

Cientistas da Universidade Carnegie Mellon, Estados Unidos, desenvolveram uma nova tecnologia para a produção de películas de polímeros que poderá revolucionar a forma como componentes nanoeletrônicos serão produzidos no futuro. O segredo, mais uma vez, está nos nanotubos de carbono.

A descoberta explora uma técnica simples de "fundição", mas a aplica ao mundo da nanotecnologia, criando estruturas altamente ordenadas de nanotubos de carbono, componentes com propriedades elétricas e eletrônicas muito superiores aos materiais hoje utilizados pela indústria.

"Nós descobrimos que a fundição gera filmes de polímeros altamente organizados que podem servir como moldes para a criação de nanopadrões ordenados com outros materiais," afirma Tomasz Kowalewski, líder da equipe de pesquisadores. "A técnica poderá, por exemplo, ajudar a produzir sistemas de armazenamento de dados de alta densidade e segurança." Componentes de emissão de campo também poderão ser fabricados com a nova técnica.

Para criar seus filmes, a equipe utilizou copolímeros em bloco, um material formado por moléculas grandes, estas, por sua vez, consistindo em diferentes blocos repetitivos de diferentes unidades químicas. Para criar nanoestruturas automontáveis, os pesquisadores utilizaram moléculas com blocos que se repelem mutuamente, como óleo e água. O resultado são cadeias que se estruturam sozinhas em estruturas úteis, como esferas, cilindros ou folhas.

Vários pesquisadores já tentaram utilizar o mesmo processo, mas sem sucesso. O problema é que as estruturas resultantes são pequenas demais para serem utilizadas, por exemplo, para o armazenamento de dados.

"O processo de 'zone casting' parece ser particularmente adequado para atingir esse objetivo com uma variedade de copolímeros em bloco," afirma Kowalewski. O processo "zone casting" foi originalmente desenvolvido por cientistas da Academia de Ciências da Polônia.

No processo, um bico libera uma solução sobre uma superfície em movimento. Modificando-se a temperatura, a velocidade de deslocamento da superfície e outros fatores, os pesquisadores conseguiram controlar o alinhamento e a solidificação dos cristais moleculares utilizados na construção de componentes eletrônicos orgânicos.

O estudante Chuanbing Tang utilizou a técnica para produzir películas de copolímeros em bloco feitos de poliacrilonitrilo (PAN) e poli(n-butil acrilato) (PBA), sobre a superfície de um chip em movimento. Os filmes foram formados por camadas alternadas de PAN e PBA, orientadas perpendicularmente à superfície e na direção do avanço do chip.

A seguir, Tang utilizou um tratamento de alta temperatura para converter os filmes em carbono nanoestruturado. O grande feito foi que ele conseguiu preservar toda a estruturação obtida com o processo inicial, obtendo, portanto, um padrão de nanotubos de carbono altamente estruturado e uniforme ao longo de uma grande superfície.

A pesquisa deverá ser publicada no próximo exemplar do jornal da Sociedade Americana de Química.