Por Keli Fabiana Seidel – Grupo de pesquisa em Bio-Optoeletrônica Orgânica– UTFPR
Figura 1: Fibra de nanotubos de carbono sendo esticada. O resultado é similar uma teia de aranha, pois é elástica, leve e forte com a vantagem de ser uma “teia” que conduz eletricidade.
Dia após dia novidades relacionadas à nanociência surgem em nossas vidas de modo a trazer facilidades às nossas atividades do cotidiano. O celular, por exemplo, virou um grande amigo de muitas pessoas pela sua capacidade de agregar funções/App (GPS, redes sociais, câmera, agenda etc.) que podem ser acessados de qualquer lugar no mundo quando conectado à internet. Isso só é possível devido aos avanços na área de nanotecnologia que ampliaram a capacidade de processamento desses dispositivos mantendo-os em uma escala muito pequena, afinal, tudo isso cabe em sua mão. Se pudermos dar um zoom em um desses dispositivos eletrônicos e irmos para a escala nanométrica (1 nanômetro=1×10-9 m =0,000000001 m) podemos analisar, por exemplo, que tipos de materiais são usados para gerar tal eficiência. Entre os materiais “queridinhos” aplicados na nanotecnologia, o nanotubo de carbono tem papel de destaque em várias situações. Seu nome é devido a sua forma longa e oca em formato de tubo, com paredes formadas por folhas de carbono, chamadas de grafeno, com espessura de apenas um átomo (veja aqui).
Uma equipe de cientistas da Universidade de Cincinnati tem aprimorado o desenvolvimento de fibras de nanotubos de carbono para serem aplicadas em diversas situações como: fios condutores e leves que podem substituir cabos de cobre que são mais pesados, filtros de água em escala nanométrica e até na produção de tecidos/roupas que podem funcionar como uma bateria. Todas essas aplicações só são possíveis devido às suas propriedades de condução térmica e elétrica, alta resistência mecânica, onde é possível aplicar uma grande força sem danificá-los, e também seu formato com uma grande área de superfície. Ao esticar as fibras de nanotubos de carbono o resultado é similar a uma teia de aranha (veja Figura.1), pois essa é elástica, leve e forte com a vantagem de ser uma “teia” que conduz eletricidade. Esses pesquisadores estudam esse material há muitos anos. Em 2007, por exemplo, eles já tinham estabelecido um recorde mundial ao desenvolver um nanotubo que se estendia por quase 2 cm. Atualmente, assim como eles, outros laboratórios já têm a capacidade de criar nanotubos que são muitas vezes mais longos.
Figura 1: Fibra de nanotubos de carbono sendo esticada. O resultado é similar uma teia de aranha, pois é elástica, leve e forte com a vantagem de ser uma “teia” que conduz eletricidade.
Os resultados dessas pesquisas têm sido testados, por enquanto, para o melhoramento em tecnologia militar. Um exemplo seria no desenvolvimento de baterias mais leves utilizadas em equipamentos militares de visão noturna, comunicação, etc, pois hoje essas baterias são muito pesadas. Basicamente, um terço do peso que soldados carregam é apenas baterias para alimentar todos os seus equipamentos. “Então, mesmo que possamos reduzir isso apenas um pouco, é uma grande vantagem para eles no campo”, diz o pesquisador Mark Haase, que trabalha em parceria com o grupo que publicou o trabalho sobre as fibras de nanotubos. Além do mais, essas fibras dão a possibilidade de serem teadas para formar um tecido. Dessa forma, as roupas utilizadas pelos soldados já poderiam fazer o papel de baterias.
As aplicações também se estendem à área médica. Testes de toxicidade veem sendo desenvolvidos a fim de analisar a viabilidade de utilização de nanotubos de carbono injetados no corpo humano junto à distribuição de doses específicas de medicamentos. É como se o nanotubo fizesse o papel de um carrinho levando o medicamento até um tumor, por exemplo. O que já se sabe é que doses muito altas de nanotubos de carbono podem causar danos aos pulmões semelhantes ao amianto. Porém, a utilização de baixas concentrações de nanotubos, carregando medicamento para o tratamento de câncer, já foi testada mostrando-se eficiente.
No mais, um dos grandes obstáculos atuais é a produção em alta escala dessas fibras ainda muito distante do que seria necessário para uma produção têxtil industrial. A baixa escala de produção também faz com que esse material atinja valores altíssimos. Como descrito pelo pesquisador Haase, “não procure pela moda de nanotubos de carbono nas passarelas parisienses em breve. Os custos são muito proibitivos”. Porém, ele ainda completa: “Mas nós vamos chegar lá!”
Por fim, todos os avanços advindos da nanotecnologia são resultados de parcerias bem estabelecidas entre áreas da Física, Química, Biologia e Engenharias. Todas estas novidades tecnológicas são frutos de anos de pesquisa e dedicação de cientistas. E você, ainda acha que realmente não gosta dessas matérias na escola?
Para saber mais:
Cientistas descobriram que... "CDQ" 