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Nanotecnologia

Grafeno armado, uma versão nanotecnológica do concreto armado

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/08/2018

Grafeno armado, uma versão nanotecnológica do concreto armado
Emily Hacopian mostra o aparato que ela precisou desenvolver para medir a resistência do grafeno armado.
[Imagem: Jeff Fitlow/Rice University]

Grafeno com vergalhões

Reforçar o grafeno com nanotubos de carbono torna o nanomaterial 2D mais do que duas vezes mais resistente do que o grafeno puro.

O grafeno por si só, em sua escala bidimensional, é considerado um dos materiais mais fortes que existem. Mas, como ele tem apenas um átomo de espessura, ainda está sujeito a rasgar e se desfazer pelas bordas.

A equipe do professor James Tour, da Universidade Rice, vem estudando o casamento entre grafeno e nanotubos de carbono há vários anos.

Eventualmente eles chegaram a um "grafeno armado", um análogo nanotecnológico do concreto armado, em que o cimento é reforçado com vergalhões de aço montados em sistema de treliça - neste caso, o grafeno é reforçado com nanotubos de carbono, que fazem as vezes dos vergalhões.

E grafeno e concreto não são desconhecidos um do outro: engenheiros já misturaram concreto com grafeno para obter um concreto duas vezes mais forte.

Grafeno armado

Coube à pesquisadora Emily Hacopian desenvolver um aparato que finalmente permitiu testar as propriedades do grafeno com vergalhão. Os resultados mostraram que, quando o material é submetido a estresse e tensão, os nanotubos desviam ou interrompem as rachaduras que, de outra forma, se propagariam no grafeno não reforçado.

Enquanto o grafeno puro apresenta uma tenacidade à fratura de 4 megapascals, o grafeno armado tem uma tenacidade média de 10,7 megapascals.

Os experimentos mostraram que os nanotubos ajudam o grafeno a permanecer elástico e também reduzem os efeitos das rachaduras.

Isso pode ser útil não apenas para a eletrônica flexível, mas também para equipamentos eletrônicos de vestir ou outros dispositivos em que a tolerância ao estresse, a flexibilidade, a transparência e a estabilidade mecânica são desejadas.

Bibliografia:

Artigo: Toughening Graphene by Integrating Carbon Nanotubes
Autores: Emily F. Hacopian, Yingchao Yang, Bo Ni, Yilun Li, Xing Li, Qing Chen, Hua Guo, James M. Tour, Huajian Gao, Jun Lou
Revista: ACS Nano
DOI: 10.1021/acsnano.8b02311






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