Os nanotubos (CNT, do inglês carbon nanotube), são fibras enroladas e esse enrolamento, é feito quimicamente em “folhas” monoatómicas de grafite.
A estrutura química desta substância que permite escrever (como no lápis), também permite a separação de camadas finíssimas do material. Idealmente, essas camadas têm exactamente um átomo de espessura, porem é possível separar camadas mais grossas.
Até agora os CNT apresentam dois desafios aos cientistas.
O primeiro deles é a dificuldade de se obter fibras longas. Até ao presente momento, não se conseguiu produzir, de maneira confiável, nanotubos de carbono com mais do que poucos milímetros de comprimento. Além desse problema, existe também a necessidade de se descobrir como produzir este material em larga escala, para uso industrial.
Dependendo da maneira com que são produzidos, os CNTs apresentam características físicas e químicas diferentes. Como podem apresentar diversas configurações moleculares, cada uma dessas estruturas se comporta de modos até mesmo opostos às moléculas de mesma composição.
Como funcionam?
Por exemplo, dependendo da maneira com que os átomos de carbono estão dispostos na estrutura, o CNT pode ser condutor ou semicondutor. Um nanotubo condutor é até 1000 vezes mais eficiente na transmissão de eletricidade do que os fios de cobre utilizados actualmente. Já um nanotubo semicondutor, com as suas dimensões reduzidas, pode ser utilizado para incluir – em objectos de dimensões mínimas – circuitos eletrónicos refinados. Uma das possíveis aplicações dos CNTs é a construção de nano processadores capazes de substituir os chips produzidos actualmente, feitos com silício. Isto é importante por diversos motivos, entre eles a diminuição da necessidade de mineração, já que o grafite pode ser produzido em laboratório a partir de outros materiais, e também por diminuir o tamanho de equipamentos eletrónicos e computacionais a dimensões microscópicas.
Outras aplicações dos nanotubos de carbono estão voltadas à conservação e transmissão eficiente de energia. No Massachussets Institute of Technology (MIT), pesquisadores conseguiram transformar agrupamentos de nanotubos de carbono em células solares, capazes de capturar e transmitir a energia solar de maneira mais eficaz que as células fotovoltaicas actualmente em uso.
Ainda no âmbito de energia eléctrica, os CNTs podem ser alinhados sobre uma folha de celulose – principal componente do papel. Nesta configuração, cada nanotubo age como um electrodo, capaz de conter e transmitir energia. Assim, esta folha de papel transforma-se num tipo de bateria. Além de poder fornecer energia de forma contínua e regular (como uma pilha comum), a bateria de papel também se comporta como um supercondensador, semelhante aos componentes responsáveis pelos flashes das máquinas fotográficas, capaz de distribuir um pulso enorme de energia em questão de mili-segundos.
Resumo de funcionamento
Os nanotubos de carbono conseguem transportar e armazenar uma carga eléctrica maior do que outras estruturas de carbono pelo facto da sua estrutura microscópica aumentar a quantidade de superfície disponível. No entanto, precisam normalmente de materiais que os mantenham agregados em películas. Estes materiais reduzem a condutividade e a capacitância (ou capacidade de armazenar carga) das películas.
Quando será comercializada esta tecnologia?
Muitos outros usos para este material ainda serão descobertos ou inventados até que a produção em escala industrial se torne realidade. Em termos de ciência de materiais, provavelmente os nanotubos de carbono são o assunto mais pesquisado e discutido nos últimos anos, e isso não tende a mudar tão cedo.
Entretanto, como a tecnologia muda com uma velocidade impressionante, a previsão de alguns anos para a chegada de equipamentos criados a partir de CNTs pode ser abreviada sem nenhum aviso. O composto do futuro pode estar disponível ao público mais cedo do que se imagina.
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