Nanotecnologia

Híbrido de nanotubo e grafeno cria material "super-maravilha"

Híbrido de nanotubo e grafeno cria material
Se um edifício fosse erguido na mesma proporção que os nanotubos, ele chegaria até o espaço. [Imagem: Tour Group/Rice University]

Casamento natural

Os nanotubos de carbono e o grafeno são as grandes estrelas da nanotecnologia já há alguns anos - a seu tempo, cada um foi chamado de "material maravilha".

O que se poderia esperar então da união dos dois para formação de uma estrutura única?

Segundo os cientistas, o resultado é o melhor material possível para interligação de baterias e aparelhos eletrônicos e para a construção de novos sistemas de armazenamento de energia.

Híbrido grafeno/nanotubo

James Tour e seus colegas da Universidade Rice, nos Estados Unidos, criaram esse material híbrido grafeno/nanotubo fazendo com que os nanotubos crescessem como árvores sobre um solo de grafeno.

E são "árvores" extremamente altas, atingindo até 120 micrômetros - para comparação, se um edifício fosse erguido na mesma proporção, ele chegaria até o espaço.

Híbrido de nanotubo e grafeno cria material
Este é o material já sintetizado, oferecendo uma área superficial de 2.000 metros quadrados por grama de puro carbono. [Imagem: Tour Group/Rice University]

Isso resulta em uma área superficial gigantesca - 2.000 metros quadrados por grama do material -, um fator chave quando o assunto é transferir energia ou construir dispositivos capazes de armazenar grandes quantidades de eletricidade, como os supercapacitores.

Como tanto nanotubos quanto o grafeno são compostos inteiramente de carbono, a conexão entre eles é feita por ligações covalentes.

Assim, os átomos da base dos nanotubos compartilham elétrons com os átomos do grafeno - eles não estão simplesmente apoiados, os nanotubos fazem parte da folha de grafeno e vice-versa.

Eletrodos sem costuras

"Muitas pessoas têm tentado conectar nanotubos a um eletrodo de metal e nunca tiveram bons resultados porque cria-se uma barreira eletrônica logo na interface," explica o professor Tour.

"Cultivando o grafeno sobre o metal (neste caso uma folha de cobre) e depois crescendo os nanotubos sobre o grafeno, o contato elétrico entre os nanotubos e o eletrodo de metal é ôhmico. Isso significa que os elétrons não veem nenhuma diferença, porque é tudo um material só, sem costuras," completou.

Os pesquisadores agora planejam repassar o material para outras equipes especializadas em baterias e supercapacitores para que o novo material possa ser avaliado na prática.

Bibliografia:

A seamless three-dimensional carbon nanotube graphene hybrid material
Yu Zhu, Lei Li, Chenguang Zhang, Gilberto Casillas, Zhengzong Sun, Zheng Yan, Gedeng Ruan, Zhiwei Peng, Abdul-Rahman O. Raji, Carter Kittrell, Robert H. Hauge, James M. Tour
Nature Communications
Vol.: 3, Article number: 1225
DOI: 10.1038/ncomms2234




Outras notícias sobre:

Mais Temas