Um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, descobriu um fen\u00f4meno in\u00e9dito que faz com que ondas de energia sejam criadas ao longo de nanotubos de carbono. <\/p>\n
Segundo os pesquisadores, o fen\u00f4meno at\u00e9 agora desconhecido poder\u00e1 levar a uma nova forma de produzir eletricidade. <\/p>\n
O fen\u00f4meno, descrito como “ondas termoel\u00e9tricas”, “abre uma nova \u00e1rea de pesquisa na \u00e1rea de energia, o que \u00e9 raro,” afirmou Michael Strano, um dos autores do estudo que foi publicado neste domingo (7\/3) na revista Nature Materials. <\/p>\n
Da mesma foram que um monte de detritos \u00e9 atirado pelas ondas em uma praia depois de terem viajado pelo oceano, a onda t\u00e9rmica – um pulso de calor em movimento – viajando ao longo do fio microsc\u00f3pico de carbono pode arrastar el\u00e9trons em seu caminho, criando uma corrente el\u00e9trica. <\/p>\n
O ingrediente principal dessa nova receita de energia \u00e9 o nanotubo de carbono, uma estrutura com dimens\u00f5es na faixa dos bilion\u00e9simos de metro, na qual os \u00e1tomos de carbono est\u00e3o dispostos como se fossem uma tela de arame enrolada. Os nanotubos de carbono fazem parte de uma fam\u00edlia muito promissora de novas materiais, que inclui ainda os buckyballs e o grafeno. <\/p>\n
Princ\u00edpio de funcionamento<\/strong> <\/p>\n No estudo, cada um dos nanotubos de carbono, que s\u00e3o bons condutores tanto de eletricidade quanto de calor, foram recobertos com uma camada de um combust\u00edvel altamente reativo e que gera um forte calor \u00e0 medida que se decomp\u00f5e. <\/p>\n O combust\u00edvel \u00e9 ent\u00e3o inflamado em um dos lados dos nanotubos, o que pode ser feito por um feixe de laser ou por uma fa\u00edsca el\u00e9trica, resultando em uma onda t\u00e9rmica que se desloca velozmente ao longo do nanotubo de carbono. <\/p>\n O calor do combust\u00edvel \u00e9 transferido para o nanotubo, onde ele passa a se deslocar milhares de vezes mais rapidamente do que a pr\u00f3pria queima do combust\u00edvel. \u00c0 medida que o calor, que caminha mais r\u00e1pido do que a chama, realimenta a camada de combust\u00edvel, cria-se uma onda t\u00e9rmica que caminha ao longo do nanotubo. <\/p>\n Com uma temperatura de mais de 2.700\u00ba C (3.000 K), o anel de calor se espalha ao longo do nanotubo a uma velocidade 10 mil vezes maior do que o espalhamento normal da rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica de queima do combust\u00edvel. O calor produzido pela combust\u00e3o tamb\u00e9m desloca el\u00e9trons pelo nanotubo, criando uma corrente el\u00e9trica significativa. <\/p>\n Ondas de combust\u00e3o<\/strong> <\/p>\n Ondas de combust\u00e3o – neste caso o pulso de calor viajando atrav\u00e9s do fio de carbono – “t\u00eam sido estudadas matematicamente h\u00e1 mais de 100 anos,” afirma Strano, mas esta \u00e9 a primeira vez que se observa seu efeito em um nanotubo, verificando que a onda de calor pode movimentar el\u00e9trons em intensidade suficiente para produzir eletricidade em quantidade apreci\u00e1vel. <\/p>\n A intensidade do pico de tens\u00e3o criado inicialmente ao longo dos nanotubos imediatamente surpreendeu os pesquisadores. Depois de refinarem as condi\u00e7\u00f5es do experimento, o sistema gerou uma energia que, proporcionalmente ao seu peso, \u00e9 cerca de 100 vezes maior do que um peso equivalente de uma bateria de \u00edons de l\u00edtio, as mais avan\u00e7adas atualmente dispon\u00edveis. <\/p>\n Arrastamento eletr\u00f4nico <\/p>\n A quantidade de energia liberada \u00e9 muito maior do que a prevista pelos c\u00e1lculos termoel\u00e9tricos. Embora muitos materiais semicondutores possam produzir um potencial el\u00e9trico quando aquecidos, por meio do chamado efeito Seebeck, este efeito \u00e9 muito fraco no carbono. “N\u00f3s chamamos [o fen\u00f4meno] de arrastamento eletr\u00f4nico, uma vez que parte da corrente parece estar em escala com a velocidade da onda,” diz Strano. <\/p>\n A onda t\u00e9rmica parece capturar e arrastar os transportadores de carga el\u00e9trica – ou el\u00e9trons ou lacunas de el\u00e9trons – da mesma forma que uma onda do mar pode capturar um monte de detritos ao longo da superf\u00edcie e arrast\u00e1-lo. E, no caso do experimento gerador de eletricidade, a intensidade de portadores de carga “capturados” parece depender da velocidade da onda. <\/p>\n A teoria prev\u00ea que alguns tipos de combust\u00edvel – o material reagente usado para revestir o nanotubo – poder\u00e3o produzir ondas que oscilam. Desta forma, seria poss\u00edvel gerar corrente alternada, a mesma que abastece as resid\u00eancias e que \u00e9 a base das ondas de r\u00e1dio usadas em todos os dispositivos sem fios, como telefones celulares, aparelhos de GPS e in\u00fameros outros. Hoje, embora necessitem de corrente alternada, esses dispositivos utilizam baterias que geram corrente cont\u00ednua, que deve ser convertida antes do uso. Este \u00e9 o pr\u00f3ximo experimento que os cientistas planejam fazer. <\/p>\n Aplica\u00e7\u00f5es<\/strong> <\/p>\n Os pesquisadores afirmam que, por ser muito recente, \u00e9 dif\u00edcil prever as aplica\u00e7\u00f5es poss\u00edveis da nova forma de gera\u00e7\u00e3o de energia. Mas Strano se arrisca a falar na alimenta\u00e7\u00e3o de min\u00fasculos sensores ambientais, que poderiam ser espalhados pelo meio ambiente como se fossem poeira no ar, alimentados pela min\u00fascula bateria de nanotubo de carbono. <\/p>\n Ou dispositivos m\u00e9dicos, nos quais o calor e a luz gerados poderiam ter interesse para o monitoramento de c\u00e1psulas do tamanho de gr\u00e3os de arroz no interior do corpo humano, assim como para o aquecimento de determinadas \u00e1reas a serem tratadas. <\/p>\n De qualquer forma, \u00e9 mesmo muito cedo para se falar em substitui\u00e7\u00e3o de baterias. Ainda que eventuais baterias que funcionem sob o novo princ\u00edpio possam armazenar sua energia indefinidamente, o sistema ainda \u00e9 bastante ineficiente – a maior parte da energia \u00e9 dissipada na forma de calor e luz – e pouco pr\u00e1tico – baterias que se inflamam ter\u00e3o s\u00e9rios problemas de seguran\u00e7a e conforto. <\/p>\n Um potencial de melhoria do sistema estaria na utiliza\u00e7\u00e3o de nanotubos distanciados uns dos outros, permitindo uma forma de controle da queima. Isso tamb\u00e9m aumentaria a efici\u00eancia do gerador, uma vez que os experimentos demonstraram que nanotubos individuais s\u00e3o mais eficientes na gera\u00e7\u00e3o de energia do que nanotubos aglomerados em grandes amostras. <\/p>\n Autor: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, descobriu um fen\u00f4meno in\u00e9dito que faz com que ondas de energia sejam criadas ao longo de nanotubos de carbono. Segundo os pesquisadores, o fen\u00f4meno at\u00e9 agora desconhecido poder\u00e1 levar a uma nova forma de produzir eletricidade. 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