“Colorir estruturalmente” os nanotubos de carbono com uma camada amorfa de dióxido de titânio não só os torna mais agradáveis à vista, como também os torna resistentes às chamas. Esta é a conclusão de investigadores da Universidade Tsinghua, em Pequim, na China, que afirmam que estas novas propriedades deverão facilitar a utilização de nanotubos em dispositivos vestíveis, têxteis inteligentes e revestimentos funcionais.
Nanotubos de carbono (CNTs) são folhas enroladas de carbono com a espessura de um átomo. Graças às suas excelentes propriedades elétricas e mecânicas, eles são promissores para muitas aplicações, incluindo fibras ultrafortes e fios condutores. No entanto, apresentam duas deficiências inerentes: são de cor preta, o que os torna esteticamente pouco atraentes para algumas aplicações; e são inflamáveis, o que significa que não podem ser empregados em ambientes de alta temperatura onde há oxigênio.
Controle de cores
Pesquisadores liderados por Rufan Zhang of Departamento de Engenharia Química da Universidade de Tsinghua agora revestiram CNTs com TiO amorfo2 camadas usando uma técnica chamada deposição de camada atômica (ALD). Eles relatam que essa técnica funcionou tanto para fibras de CNT quanto para membranas de CNT e que eles poderiam controlar a cor ajustando a espessura dos revestimentos.
A equipe descobriu que além de aumentar a diversidade estrutural e funcional dos CNTS, o processo de revestimento também os torna resistentes às chamas. Na verdade, os materiais podem suportar oito horas de queima – ao contrário dos CNT comuns, que queimam facilmente.
Quimicamente estável
Comparado com corantes e pigmentos convencionais, que são quimicamente instáveis e não podem ser usados para colorir CNTs, o TiO2 cores estruturais baseadas em revestimento podem suportar 2000 ciclos de lavagem, diz Zhang, e mais de 10 meses de exposição à irradiação ultravioleta de alta intensidade.
A técnica é conveniente, simples, facilmente repetível e fácil de ampliar, acrescenta. Produz cores brilhantes e controláveis, como índigo, amarelo-marrom, azul, roxo e verde. É importante ressaltar que não afeta as propriedades elétricas e mecânicas intrínsecas dos CNTs.
Os nanotubos de carbono ajudam a eletrônica espacial a resistir aos danos da radiação
O TiO2CNTs revestidos podem ser usados em inúmeras aplicações de ponta, diz Zhang Mundo da física. “Isso inclui fibras ultrafortes, dispositivos vestíveis, têxteis inteligentes e dispositivos que operam em ambientes de alta temperatura (como aeronaves, mísseis e foguetes), displays ópticos, sensores colorimétricos, dispositivos antifalsificação, criptografia de informações, displays fotônicos passivos multicoloridos , fibras ópticas e lasers, para citar apenas alguns.”
Os pesquisadores agora pretendem expandir ainda mais a gama de cores de seus CNTs. “Também investigaremos mais detalhadamente o excelente desempenho dos CNTs coloridos e analisaremos aplicações interdisciplinares”, diz Zhang.
O trabalho é descrito em Os avanços da ciência.
