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Pesquisadores criam fibra de óxido de grafeno forte e elástica

A engenharia de materiais é uma área extremamente importante para o desenvolvimento da tecnologia e ciência atualmente, e não para de inovar com novos materiais e aplicações diferentes para aquilo que já foi descoberto como por exemplo o óxido de grafeno.

Pesquisadores da Penn State University e da Shinshu, no Japão, desenvolveram um método simples e escalável, de produzir fibras de óxido de grafeno, que são tão fortes quanto elásticas e podem ser facilmente enroladas em fios com vantagens e pontos fortes que se aproximam do Kevlar.

Pesquisadores criam fibra de óxido de grafeno mais resistente e condutora

Fibras elásticos feitos de óxido de grafeno podem ser amarradas como fio.

Óxido de grafeno tornou-se recentemente um bloco de construção atraente para a fabricação de materiais funcionais baseados em grafeno. Filmes e fibras do óxido Grafeno foram preparados principalmente por filtração a vácuo e fiação úmida. Estes materiais apresentam uma boa elasticidade mas também uma baixa resistência e uma tendência alta de rasgar ou se quebrar.

A nova fibra de óxido de grafeno

Porém os pesquisadores fizeram uma película fina de óxido de grafeno, que esfoliadas quimicamente em flocos grafeno, foram, então, misturados com água e concentradas por centrifugação a uma lama espessa. A suspensão foi então espalhada por revestimento através de uma grande placa.

Quando a lama seca, torna-se uma película transparente de grande área que pode ser cuidadosamente destacada sem rasgar. A película é então cortada em tiras estreitas e enrolada sobre si mesmo, com um rolador de fibra automático, resultando em uma fibra que pode ser atado e esticado sem se romper.

“Descobrimos que esta fibra de óxido de grafeno era muito forte, e muito melhor do que outras fibras de carbono. Acreditamos que os bolsões de ar no interior da fibra aumenta consideravelmente sua fragilidade”, diz Mauricio Terrones, professor de física, química ciência dos materiais, e engenharia na Universidade da Pensilvânia.

Por exemplo, a remoção de oxigênio de fibras de óxido de grafeno resulta em alta condutividade elétrica. Adicionando nano bastões de prata ao filme de grafeno iria aumentar a condutividade em paridade com o cobre, o que pode tornar tal fibra muito mais leve para a substituição de linhas de transmissão de cobre. E muitos tipos de sensores de alta sensibilidade também seriam possíveis.

O ponto mais importante da pesquisa é que permitirá a fabricação de praticamente qualquer material condutor usado hoje, com mais leveza e resistência a partir do grafeno, que por sua vez é produzido através do grafite que é vendido hoje por toneladas.

Referências

  • Rodolfo Cruz-Silva, Aaron Morelos-Gomez, Hyung-ick Kim, Hong-kyu Jang, Ferdinando Tristan, Sofia Vega-Diaz, Lakshmy P. Rajukumar, Ana Laura Elías, Nestor Perea-Lopez, Jonghwan Suhr, Morinobu Endo, Mauricio Terrones. Super-stretchable Graphene Oxide Macroscopic Fibers with Outstanding Knotability Fabricated by Dry Film Scrolling. ACS Nano, 2014; 140513135113006 DOI: 10.1021/nn501098d
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Escrito por Equipe de Redação Ciências e Tecnologia

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Pesquisadores desenvolveram um novo método simples e escalável, de produzir fibras de óxido de grafeno, que são tão fortes quanto elásticas