Nanotecnologia

Nanopapelão é leve, forte e levita com luz

Nanopapelão é leve, forte e levita com luz
Além de voltar à forma original depois de dobrado, ser ultraleve e um excelente isolante térmico, o nanomaterial levita ao ser iluminado. [Imagem: Chen Lin et al. - 10.1038/s41467-018-06818-6]

Nanopapelão

Ao escolher materiais para uma determinada aplicação, é preciso optar entre uma série de propriedades, como espessura, rigidez e peso. Dependendo da aplicação em questão, encontrar o equilíbrio certo estabelece a diferença entre o sucesso e o fracasso.

Um novo material, batizado de "nanopapelão", promete diminuir as perdas conforme se opta por uma propriedade ou outra.

Como um equivalente nanotecnológico do papelão ondulado, um centímetro quadrado de nanopapelão pesa menos de um milésimo de grama e pode voltar à forma original depois de ser dobrado ao meio.

A relação rigidez/peso do nanopapelão o torna ideal para aplicações aeroespaciais e microrrobóticas, onde cada grama conta.

Além de propriedades mecânicas sem precedentes, o nanopapelão é um isolante térmico supremo, uma vez que consiste principalmente de espaços vazios.

Material que levita

O processo de fabricação do nanopapelão envolve a criação de um molde de silício sólido contendo canais em seu interior. Camadas de nanômetros de espessura de óxido de alumínio podem então ser quimicamente depositadas sobre o silício. Depois que o modelo é encapsulado, o nanopapelão pode ser cortado. Quando os lados são expostos, o silício no interior pode ser lixiviado, deixando uma casca oca de óxido de alumínio com uma rede de tubos conectando as faces superior e inferior.

As propriedades mecânicas e térmicas exclusivas são críticas para o uso potencial do nanopapelão, desde veículos voadores microrrobóticos até isolantes térmicos em conversores de energia, já que, nessas aplicações, o material precisa recuperar sua forma independentemente das deformações ou temperaturas pelas quais ele passa.

Mas a equipe está ainda mais entusiasmada com as potenciais aplicações de um fenômeno intrigante que detectaram ao analisar o nanopapelão: ao ser iluminado, ele levita.

Aparentemente a levitação é causada pelo calor da luz, que cria uma diferença de temperaturas entre os dois lados da placa de nanopapelão, por sua vez empurrando uma corrente de moléculas de ar para fora através do fundo, fazendo o material "decolar" e permanecer no ar enquanto a luz estiver disponível.

Bibliografia:

Nanocardboard as a nanoscale analog of hollow sandwich plates
Chen Lin, Samuel M. Nicaise, Drew E. Lilley, Joan Cortes, Pengcheng Jiao, Jaspreet Singh, Mohsen Azadi, Gerald G. Lopez, Meredith Metzler, Prashant K. Purohit, Igor Bargatin
Nature Communications
Vol.: 9, Article number: 4442
DOI: 10.1038/s41467-018-06818-6




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