Nunca mais troque de colchão: use espumas de nanotubos de carbono

Os nanotubos de carbono têm encantado os pesquisadores desde a sua descoberta, em 1991, graças à combinação de alta resistência e baixo peso que apresentam. Agora, um novo estudo, que acaba de ser publicado na revista Science, apresenta uma técnica que permite a utilização dos nanotubos para a construção de espumas ultra-resistentes, capazes de funcionar como molas de altíssima compressão.

Milhares de aplicações industriais exigem materiais que combinem flexibilidade, resistência e leveza - de copinhos de café até o revestimento externo dos tanques dos ônibus espaciais. As espumas de nanotubos de carbono prometem gerar uma nova classe dessas espumas de alta resistência.

A pesquisa mostra que películas de nanotubos de carbono de paredes múltiplas - formadas por vários átomos de carbono - podem agir como uma camada de molas, da mesma forma que em um colchão de molas, flexionando em resposta à aplicação de uma força. Mas, ao contrário de um colchão, que afunda com o uso, perdendo sua elasticidade, as espumas de nanotubos de carbono mantêm sua resiliência mesmo após milhares de ciclos de compressão.

Nas espumas atuais, a resistência e a flexibilidade são propriedades opostas: quando uma aumenta, a outra necessariamente diminui. Com a espuma de nanotubos, porém, essa oposição deixa de existir.

"Nanotubos de carbono apresentam uma combinação excepcional de resistência, flexibilidade e baixa densidade, o que os torna um material atrativo e interessante para a produção de espumas fortes e ultra-leves," diz o professor Pulickel Ajayan, um dos autores da pesquisa.

Os nanotubos feitos unicamente de carbono, com os átomos arranjados em uma estrutura parecida com a tela de um galinheiro. Eles pertencem à categoria dos fulerenos, estruturas cujos lados se parecem com os domos geodésicos desenhados pelo matemático Buckminster Fuller.

A compressibilidade dos nanotubos é impressionante: eles podem ser espremidos até ficarem com apenas 15% do seu tamanho normal, e depois voltar ao seu formato original. Sua espessura decai ligeiramente depois de alguns milhares de ciclos, quando então se estabiliza, permanecendo constante até 10.000 ciclos.