{"id":22155,"date":"2012-04-02T23:34:51","date_gmt":"2012-04-02T23:34:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/?p=22155"},"modified":"2012-04-02T11:23:30","modified_gmt":"2012-04-02T11:23:30","slug":"fibra-mais-forte-do-mundo-mistura-natureza-e-alta-tecnologia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2012\/04\/02\/fibra-mais-forte-do-mundo-mistura-natureza-e-alta-tecnologia\/","title":{"rendered":"Fibra mais forte do mundo mistura natureza e alta tecnologia"},"content":{"rendered":"

As folhas de \u00f3xido de grafeno e os nanotubos misturam-se com as mol\u00e9culas de pol\u00edmero, organizando-se espontaneamente. [Imagem: Shin et al.\/Nature] <\/p>\n

\n<\/em>Pesquisadores coreanos criaram as fibras mais fortes do mundo usando a seda de aranha como inspira\u00e7\u00e3o para misturar dois materiais de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o. <\/p>\n

Embora a seda das aranhas seja incrivelmente forte, o material \u00e9 feito de prote\u00ednas, o que faz com que se degrade muito rapidamente, inviabilizando aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas de natureza estrutural. <\/p>\n

Por outro lado, os nanotubos de carbono e o grafeno s\u00e3o reconhecidos como os materiais mais fortes que se conhece. <\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Esquema da evolu\u00e7\u00e3o do processo de forma\u00e7\u00e3o da fibra, que mistura estruturas tubulares e planares, como a seda das aranhas. [Imagem: Shin et al.\/Nature<\/em>] <\/p>\n

\nFibra de pol\u00edmero e carbono <\/p>\n

Seon Jeong Kim, que j\u00e1 havia criado um tecido artificial de DNA com nanotubos, encontrou uma maneira de mesclar os nanotubos, que s\u00e3o cil\u00edndricos, com folhas de \u00f3xido de grafeno, que s\u00e3o planas. <\/p>\n

A inspira\u00e7\u00e3o para esta mistura ins\u00f3lita veio da seda das aranhas. <\/p>\n

“A seda das aranhas \u00e9 muito forte e flex\u00edvel, e ela \u00e9 composta de dois tipos de prote\u00ednas: um tipo planar, uma estrutura 2D conhecida como nanocristais beta, e um tipo corda, uma estrutura 1D conhecida como fios beta,” explica Kim. <\/p>\n

O pesquisador misturou as duas nanoestruturas de carbono em uma solu\u00e7\u00e3o aquosa de \u00e1lcool polivin\u00edlico (PVA) da qual foram gerados os fios, tratados com metanol para aumentar a cristalinidade do material. <\/p>\n

Enquanto o elogiado fio de seguran\u00e7a das aranhas tem uma tenacidade de 165 J\/g, as novas fibras comp\u00f3sitas alcan\u00e7aram at\u00e9 970 J\/g, superior ao bem conhecido Kevlar\u00ae, usado em coletes \u00e0 prova de balas, que alcan\u00e7a 786 J\/g. <\/p>\n

Fibra mais forte do mundo <\/p>\n

Depois de testar m\u00faltiplas combina\u00e7\u00f5es de nanotubos e folhas de \u00f3xido de grafeno, o grupo de Kim concluiu que os melhores resultados s\u00e3o obtidos com uma propor\u00e7\u00e3o 1:1, que permitem o alinhamento espont\u00e2neo dos tubos e das folhas ao longo da dire\u00e7\u00e3o da fibra. <\/p>\n

Uma tenacidade de 970 J\/g \u00e9 o mais alto valor j\u00e1 relatado para qualquer material, o que torna este comp\u00f3sito a fibra mais forte que se conhece. <\/p>\n

“Nosso processo de fabrica\u00e7\u00e3o \u00e9 muito simples e adequado para a ind\u00fastria. N\u00f3s usamos \u00f3xido de grafeno barato e produzido em massa para substituir os mais caros nanotubos de carbono de parede \u00fanica,” disse Kim. <\/p>\n

Enquanto nanotubos de carbono de alta pureza custam entre US$25.000 e US$90.000 o quilograma, o \u00f3xido de grafeno custa US$450 o quilograma. <\/p>\n

Bibliografia: <\/p>\n

Synergistic toughening of composite fibres by self-alignment of reduced graphene oxide and carbon nanotubes
\nMin Kyoon Shin, Bommy Lee, Shi Hyeong Kim, Jae Ah Lee, Geoffrey M. Spinks, Sanjeev Gambhir, Gordon G. Wallace, Mikhail E. Kozlov, Ray H. Baughman, Seon Jeong Kim
\nNature Communications
\nVol.: 3, Article number: 650
\nDOI: 10.1038\/ncomms1661 <\/p>\n

\n<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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