Nanotecnologia

Cientistas conseguem fabricar folhas transparentes de nanotubos de carbono

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/08/2005

Pesquisadores norte-americanos e australianos, trabalhando conjuntamente, conseguiram produzir folhas de nanotubos de carbono que são mais fortes do que se fossem feitas de aço. Apenas isso já seria o suficiente para atrair a atenção para o novo material. Mas elas são muito mais do que isso.

As folhas de nanotubos de carbono demonstraram propriedades que as tornam adequadas para a fabricação de telas planas de semicondutores orgânicos, sensores eletrônicos sem interferências, músculos artificiais e ainda como fontes de luz polarizada, que pode ser chaveada em apenas dez milésimos de segundo.

Para quem acompanha notícias da nanotecnologia, não é nenhuma novidade que os nanotubos de carbono possuem propriedades inusitadas. Mas também não é novidade que eles são microscópicos e que virtualmente trilhões deles devem ser utilizados para se construir algum aparato macroscópico útil.

Isso agora mudou, conforme relata um artigo publicado no exemplar do último dia 19 da revista Science, escrito por cientistas da Universidade do Texas e do instituto de pesquisas australiano CSIRO.

Partindo de estruturas geradas quimicamente - e não eletricamente - nas quais os nanotubos se alinham como árvores em uma floresta, as folhas são produzidas a uma velocidade de até 7 metros por minuto, por meio da rotação coordenada de até um trilhão de nanotubos por minuto, para cada centímetro de folha. Apenas para comparação, tecidos de lã são produzidos a 20 metros por minuto.

Ao contrário de outros métodos, desenvolvidos anteriormente, que utilizam a dispersão dos nanotubos em líquidos, o novo processo funciona a seco e utiliza nanotubos ultra-longos, necessários para a otimização das propriedades do material.

Uma alta relação resistência/peso é importante para muitas aplicações, especialmente no setor aeroespacial. As novas folhas de nanotubos ultrapassam o desempenho de todos os materiais conhecidos, inclusive os delicadíssimos tecidos sintéticos propostos para a construção de velas solares. As folhas de nanotubos podem ser construídas tão finas que um quilômetro quadrado delas pesaria apenas 30 quilos.

As folhas de nanotubos combinam alta transparência com elevada condutividade eletrônica, são altamente flexíveis e oferecem gigantescas áreas de superfície gravimétrica, o que permitiu aos cientistas demonstrar seu uso como eletrodos para a fabricação de LEDs - os diodos emissores de luz empregados na construção de telas planas - e de células solares.

Eletrodos que possam ser deformados, de forma reversível, em mais de 100%, sem perder sua condutividade elétrica, são necessários para a fabricação de músculos artificiais que sejam fortes o suficiente para terem aplicações práticas; e o artigo agora publicado demonstra um método simples de tornar isso possível, utilizando as folhas de nanotubos.

Outra aplicação das folhas de nanotubos é como fonte de luz incandescente altamente polarizada, tanto na faixa da luz visível quanto no infravermelho. Como as folhas de nanotubos absorvem fortemente a radiação de microondas, que causam um aquecimento localizado, os cientistas foram capazes de utilizar um forno de microondas doméstico para juntar as folhas a placas de plexiglass, formando uma janela. Nem a condutividade elétrica das folhas de nanotubos, nem sua transparência, foram afetados pelo processo de fusão - o que sugere uma forma inovadora de incorporar essas folhas como elementos transparentes de aquecimento e até como antenas para janelas de automóveis.

As folhas de nanotubos também geraram uma quantidade incrivelmente baixa de ruído eletrônico, além de apresentarem baixa dependência da condutividade eletrônica em relação à temperatura. Isso sugere sua possível aplicação como sensores de alta qualidade - de resto uma área extensivamente pesquisada por todos os cientistas que lidam com nanotubos de carbono.

"Raramente um avanço é tão elegantemente simples que mostre uma possibilidade assim rápida de comercialização, e raramente esses avanços permitem demonstrações práticas de aplicações tão imediatas," comemora o Dr. Ray H. Baughman, um dos autores da descoberta.