Material isolante vira condutor com o flash de uma câmera

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/08/2009

Padronagens complexas mesclando polímeros e grafeno foram construídos pelo processo fototermal, que usa apenas o flash de uma câmera fotográfica comum.
[Imagem: Huang Lab]

Cientistas da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, descobriram uma forma de transformar um material isolante no material capaz de conduzir eletricidade com a maior eficiência conhecida utilizando apenas o flash de uma câmera fotográfica comum.

Grafeno em um flash

Mais importante do que já possa parecer, os cientistas demonstraram que a sua técnica funciona para um dos materiais mais pesquisados atualmente, o grafeno, que, além de ser o material mais forte que existe, transporta eletricidade 100 vezes mais rápido do que qualquer material conhecido.

Com tantas características excepcionais, várias pesquisas estão explorando o uso do grafeno para a construção de chips de carbono, substituindo a eletrônica do silício pela eletrônica orgânica.

Processo fototermal

A equipe do professor Jiaxing Huang usou o calor liberado pelo flash de uma câmera para aquecer instantaneamente o óxido de grafite, fazendo-o transformar-se em grafeno, uma camada de carbono com apenas um átomo de espessura, com os átomos dispostos em uma estrutura parecida com a de uma tela de galinheiro.

Os métodos existentes até agora para produzir grafeno a partir da redução do óxido de grafite eram baseados em banhos químicos com agentes tóxicos reagindo em altas temperaturas. Esses métodos também eram problemáticos quando o carbono tinha que ser misturado com algum outro material, como polímeros, que não sobreviviam aos banhos químicos quentes.

"O pulso de luz fornece um aquecimento muito eficiente por meio do processo fototermal, que é rápido, energeticamente eficiente e livre de compostos químicos," diz Huang.

Nanocircuitos eletrônicos

O pulso de luz do flash não apenas reduz o óxido de grafite, ele também funde um polímero isolante com as folhas de grafeno, resultando em um compósito condutor onde os materiais estão perfeitamente fundidos e coesos.

Usando padronagens impressas em um filme transparente, os pesquisadores demonstraram sua técnica executando desenhos complexos, cujos segmentos são compostos por padrões isolantes e padrões condutores de alto desempenho - essencialmente, circuitos flexíveis.

Os pesquisadores acreditam que será possível usar a técnica para construir circuitos eletrônicos sobre uma única camada de óxido de grafite com precisão de apenas um átomo, uma precisão sem comparação com qualquer técnica existente hoje.

"Se pudermos construir um nanocircuito sobre uma única peça de óxido de grafite, então teremos uma possibilidade real de começar a fabricar dispositivos eletrônicos nessa escala," disse Huang.

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