Nanotubos de Carbono é tema de palestra na Ufac

A Universidade Federal do Acre (Ufac) recebeu nesta semana a visita do professor Luiz Orlando Ladeira, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Referência no Brasil quando o assunto é pesquisa com nanotubos de carbono, o estudioso veio ao Acre participar da banca de defesa de tese de doutorado do professor José Carlos de Oliveira, conhecido como Ponciano, intitulada “Síntese e caracterização de nanotubos de carbono com aplicação nanobiotecnológica”. O professor convidado aproveitou a passagem por Rio Branco para conversar com doutorandos do Programa em Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia Legal (Rede Bionorte-Ufac) sobre os avanços em pesquisas no Laboratório de Nanomateriais da UFMG.

Com aplicações diversas em áreas como eletrônica, medicina, indústria química, agronegócio e construção civil, os nanotubos de carbono, objeto de pesquisa de Orlando há 16 anos, são estruturas cilíndricas formadas exclusivamente por átomos de carbono com comprimento na escala de um bilionésimo de metro. Em termos comparativos, um nanotubo de carbono seria equivalente a um fio de cabelo dividido 100 mil vezes longitudinalmente.

“Nessa escala, o nanotubo de carbono encontra-se, portanto, na dimensão molecular. Conseguir trabalhar com esse tipo de material significa a possibilidade de criar estruturas mais complexas, buscando especificidades moleculares capazes de resultar em materiais e objetos com ‘inteligência’ para executar funções, expressões e realizar processos a nível molecular”, explica Ladeira acerca da qualidade e funcionalidade do material pesquisado.

Uma dessas aplicações inteligentes vem sendo comandada por Luiz no Laboratório de Nanomateriais desde 2007: A adição de nanotubos de carbono ao cimento Portland (o mais utilizado pela construção civil).  “Depois da água, o cimento é aquilo que mais se consome na terra. Contraditoriamente, esse mesmo cimento não sofre modificação nenhuma a cem anos. Todos os avanços tecnológicos que ocorreram nesse meio tempo concentraram-se sobre os aditivos utilizados para melhorar o manuseio do cimento”, aponta o físico. “No processo de crescer nanotubos de carbono no particulado de cimento, inventamos um processo que permite agregar nanotubo de carbono, em nanoescala, alterando, assim, as propriedades mecânicas do cimento”, explica Orlando.

Na prática, fazendo crescer nanotubos de carbono no cimento alcança-se um aumento em resistência à tração e compressão. “Os nanotubos de carbono funcionam como uma espécie de pontes entre os poros e as pequenas fissuras”. O resultado é um impacto também sobre a permeabilidade. Com menos poros, o novo cimento torna-se mais resistentes também às retrações de volume que degradam o material cimentício.

“Um aluno aqui me falou que quando se faz um reboco com argamassa nessa região, ele não resiste muito a dilatação térmica e começa a abrir fissuras. Como o cimento agora ganha mais tração é capaz de ele resistir mais a essa dilatação térmica e trincar menos, ou seja, a alternativa do uso do nanotubo de carbono para a argamassa poderia compensar aqui de repente”, avaliou Ladeira.

A expectativa do professor Luiz Orlando Ladeira é incorporar esse processo descoberto à indústria tradicional do produto, tornando a produção em larga escala possível e viável. “Teremos um aumento no preço do cimento. É possível que o valor no mercado dobre, mas haverá uma resistência cinco vezes maior, o que compensaria muito a substituição. O crescimento de nanotubo de carbono no cimento trará resistência ambiental. Nos próximos 20 anos, esse novo cimento estará popularizado. Todo mundo vai querer comprar”, aposta.

História:

Os nanotubos de carbono foram descobertos pelo físico japonês Sumio Iijima, em 1991, pesquisador da empresa NEC no Japão. Com um microscópio eletrônico de varredura, ele encontrou nanotubos e nanopartículas sobre um eletrodo quando estudava a síntese de fullerenos, que são arranjos de carbono no formato de bolas de futebol e possuem gomos hexagonais nas ligações entre os átomos. Os fullerenos foram descobertos em 1985 pelos norte-americanos Robert Curl e Richard Smalley (falecido no último dia 28 de outubro), da Universidade de Rice, e pelo inglês Harold Kroto, da Universidade de Sussex. Foi a primeira formulação estável de uma molécula essencialmente feita de carbono, depois dos bem conhecidos grafite e diamante, encontrados na natureza. O nanotubo viria a ser a quarta forma de uma molécula só de átomos de carbono. Inicialmente, Iijima, descobriu nanotubos formados com diversas folhas. Em 1993 ele e o pesquisador, Don Bethune, formataram o nanotubo com apenas uma folha de carbono. Daí para a frente diversas formas de produção e aperfeiçoamento dessas peças surgiram em todo o mundo. Além de todas as qualidades e utilidades atribuídas aos nanotubos, já existiu inclusive quem o indicasse para fazer ligações diretas com a Estação Espacial Internacional, a ISS na sigla em inglês, que hoje sobrevoa a Terra. Seria uma ligação, entre o chão terráqueo e a estação, capaz de levar suprimentos até o espaço. Uma idéia ainda não levada a sério, mas que mostra o quanto vai longe a imaginação com os nanotubos de carbono. (Fonte: Revista Pesquisa Fapesp, 2005).

Publicado em: 15/7/2016