Nanotecnologia

Ouriços-do-mar nanotecnológicos captam energia solar

Ouriços-do-mar nanotecnológicos captam energia do Sol
Os espinhos do ouriço-do-mar nanotecnológico são nanofios de óxido de zinco, um material semicondutor e piezoelétrico, usado em células solares e em nanogeradores biomecânicos.[Imagem: Empa]

Não é o supra-sumo da engenharia genética e nem o advento das sonhadas técnicas de criação de estruturas de baixo para cima, molécula por molécula.

Mas o "nano-ouriço-do-mar", criado por cientistas suíços, chamou a atenção da comunidade científica graças à facilidade de sua fabricação e à sua versatilidade, com aplicações principalmente no campo das células solares.

As pequenas nanopartículas, que lembram ouriços-do-mar em nanoescala, são na verdade totalmente inertes, feitas com polímeros e óxido de zinco.

Usos dos nanofios

Jamil Elias e Laetitia Philippe, dos laboratórios EMPA, usaram esferas de poliestireno - um polímero muito barato, usado em embalagens - para servirem como suporte para nanofios de óxido de zinco.

O óxido de zinco é um material semicondutor, largamente pesquisado para aplicações de fronteira, como células solares transparentes e nanogeradores biomecânicos, capazes de transformar o movimento do corpo em eletricidade para alimentar equipamentos portáteis, além de lasers de nanofios e LEDs de baixo custo.

Como em quase todas as aplicações com nanofios, a fabricação e a deposição dessas estruturas minúsculas é sempre o maior empecilho à sua viabilização prática.

É por isto que a técnica agora desenvolvida está chamando tanto a atenção: além de produzir estruturas homogêneas e manter os nanofios estendidos, ampliando sua interação com o meio e com a luz, os pesquisadores fizeram isso usando materiais comuns e processos simples.

Ouriços-do-mar nanotecnológicos

O princípio de fabricação dos ouriços-do-mar nanotecnológicos começa com as nanoesferas de poliestireno, que são colocadas sobre uma superfície eletricamente condutora, o que as faz alinharem-se em padrões regulares.

A seguir, uma técnica eletroquímica altera a condutividade e as propriedades das nanoesferas alinhadas, permitindo que o óxido de zinco seja depositado homogeneamente sobre suas superfícies. Depois é só deixar os cristais crescerem, criando os nanofios.

Ao final, o poliestireno é removido quimicamente, deixando prontas as minúsculas esferas ocas cheias de "espinhos", lembrando muito ouriços-do-mar ultra miniaturizados.

A grande área superficial dos nanoouriços torna-os candidatos naturais para uso em aplicações fotovoltaicas, capturando mais fótons e convertendo a luz do Sol em eletricidade de forma mais eficiente.

Mas os nanogeradores também poderão ganhar. Como são piezoelétricos, os nanofios de óxido de zinco geram energia ao serem dobrados. Incorporados em um tecido, por exemplo, uma quantidade muito maior de nanofios será dobrada com os movimentos da roupa, gerando mais energia.

Bibliografia:

Hollow Urchin-like ZnO thin Films by Electrochemical Deposition
Jamil Elias, Claude Lévy-Clément, Mikhael Bechelany, Johann Michler, Guillaume-Yangshu Wang, Zhao Wang, Laetitia Philippe
Advanced Materials
Vol.: 22, Issue 14, Pages: 1607-1612
DOI: 10.1002/adma.200903098




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