Equipe Internacional Com Participação Brasileira Desenvolve 'Cubo de Carbono' Mais Forte do Que Diamante

Olá leitor!

Segue abaixo uma interessante notícia postada ontem (14/04) no site “Inovação Tecnológica” destacando que uma Equipe Internacional com participação brasileira desenvolveu ‘Cubo de Carbono’ mais forte do que Diamante, cubo este que poderá melhorar significativamente o desempenho de aviões e espaçonaves.

Duda Falcão

NANOTECNOLOGIA 

Cubo de Carbono é Mais Forte que Diamante, Mas Muito Mais Leve 

Redação do Site Inovação Tecnológica

14/04/2020

[Imagem: Cameron Crook and Jens Bauer / UCI] 

A nanoestrutura, formada por paredes com 160 nanômetros de espessura, tinha sido teorizada há tempos, mas ninguém havia conseguido fabricá-la até agora.

Nanoestrutura Superforte 

No ano passado, depois de usar simulações computacionais, pesquisadores anunciaram que novas formas de carbono seriam ser mais duras que o diamante quando pudessem ser sintetizadas.

Cameron Crook e colegas de universidades norte-americanas e alemãs - incluindo duas químicas brasileiras - decidiram trabalhar por outras vias e já estão com uma estrutura mais forte que o diamante em cima da mesa.

Crook sintetizou uma nanoestrutura formada por células fechadas, em vez das treliças cilíndricas comumente usadas nas últimas décadas na construção dessas nanoestruturas. Embora seja bem menos densa - ela é repleta de espaços vazios - a nanoestrutura de carbono pirolítico é mais forte que o diamante em termos de uma razão entre força e densidade

O projeto melhorou o desempenho médio das arquiteturas cilíndricas baseadas em vigas em até 639% em resistência e 522% em rigidez, diz a equipe, que tem base de comparação porque havia construído uma estrutura assim há alguns anos, uma nanotorre de Babel quase tão forte quanto diamante.

"Cientistas previram que as nanotreliças dispostas em um design baseado em placas seriam incrivelmente fortes," disse Crook. "Mas a dificuldade de fabricar estruturas dessa maneira significava que a teoria nunca havia sido comprovada, até que conseguimos fabricá-las."

[Imagem: Cameron Crook et al. - 10.1038/s41467-020-15434-2] 

Em vez de peças tubulares, a nanoestrutura é formada por células fechadas.

Força e Baixa Densidade 

A técnica de fabricação usa um complexo processo de impressão a laser 3D chamado litografia direta a laser de dois fótons. À medida que uma resina sensível à luz ultravioleta é adicionada camada por camada, o material se torna um polímero sólido nos pontos em que dois fótons se encontram. A técnica é capaz de processar células repetidas, que se tornam placas com faces tão finas quanto 160 nanômetros.

Uma das inovações do grupo foi a inclusão de pequenos orifícios nas placas, que são usados para remover o excesso de resina do material acabado. Como passo final, as treliças passam por pirólise, na qual são elas aquecidas a 900 ºC no vácuo por uma hora. O resultado final é uma treliça em forma de cubo de carbono vítreo que possui a maior força que os cientistas já pensaram ser possível para um material tão poroso.

"Quando você pega qualquer pedaço de material e diminui drasticamente seu tamanho, para a casa dos 100 nanômetros, ele se aproxima de um cristal teórico, sem poros ou rachaduras. Reduzir essas falhas aumenta a força geral do sistema," disse Bauer.

Nanoestruturas como esta são altamente promissoras para engenharia estrutural, principalmente no setor aeroespacial, com sua combinação de força e baixa densidade de massa podendo melhorar significativamente o desempenho de aviões e espaçonaves. 

Bibliografia: 

Artigo: Plate-nanolattices at the theoretical limit of stiffness and strength 

Autores: Cameron Crook, Jens Bauer, Anna Guell Izard, Cristine Santos de Oliveira, Juliana Martins de Souza e Silva, Jonathan B. Berger, Lorenzo Valdevit

Revista: Nature Communications

Vol.: 11, Article number: 1579

DOI: 10.1038/s41467-020-15434-2

Fonte: Site Inovação Tecnológica - https://www.inovacaotecnologica.com.br

Comentário: Pois é leitor, veja aí, mais uma prova da qualificação e competência de nossas pesquisadoras quando sérias, pois se assim não fossem, sequer teriam espaço para participarem de um projeto como esse fora do país. Precisamos mudar isso leitor, precisamos de gente séria, comprometida, responsável e de gestores eficientes e sérios em todos os setores da Sociedade Brasileira, caso contrário, jamais seremos um país de verdade. Parabéns as químicas brasileiras 'Cristine Santos de Oliveira' e 'Juliana Martins de Souza e Silva' por esta conquista. Vocês não são ‘Coelhas’, vocês são ‘Gente Que faz’.