Mais fácil e seguro de usar nanotubos de carbono em nanocompósitos de polímero

Uma equipe de pesquisa da Skoltech, da Universidade Aalto e do Instituto Kurnakov desenvolveu recentemente uma abordagem nova, versátil e simples para o uso de nanotubos de carbono na fabricação de nanocompósitos de polímero de nanotubos de carbono. O método é relatado na Carbon e envolve a fabricação de briquetes – pacotes densos de pós de nanotubos de carbono. Nanocompósitos feitos com briquetes têm desempenho tão bom quanto aqueles feitos a partir de masterbatches mais caros, que também são específicos de polímeros – ou seja, menos versáteis.

“Acreditamos que o uso de briquetes densos de nanotubos de carbono pode facilitar significativamente o desenvolvimento da indústria de compósitos de nanotubos de carbono. Esta técnica é barata e aplicável a uma ampla variedade de matrizes poliméricas, sem sacrificar nenhuma das propriedades elétricas e térmicas do material final”, afirmou o principal autor do estudo, Hassaan Butt, estudante de doutorado da Skoltech.

Nas últimas décadas, os nanotubos de carbono têm sido intensamente investigados por pesquisadores da academia e da indústria devido à sua combinação única de propriedades elétricas, térmicas e mecânicas. Enquanto isso, os nanocompósitos à base de polímeros tornaram-se a maior aplicação de nanotubos de carbono e a mais próxima da integração generalizada na vida cotidiana. É fácil compreender porquê: as menores quantidades de nanotubos adicionadas a um polímero conferem ao material propriedades fundamentalmente novas, tais como condutividade eléctrica e piezoresistividade, bem como melhoram crucialmente as suas propriedades térmicas e mecânicas.

O recente estudo em Carbono começou como uma tentativa de enfrentar o desafio de alcançar dispersão suficiente de nanotubos de carbono dentro de um polímero hospedeiro para atingir propriedades compósitas ideais. Para tanto, pesquisadores da Skoltech e seus colaboradores do Instituto Kurnakov investigaram o método de expansão rápida de solução supercrítica (RESS) de nanotubos, o que leva à sua desaglomeração. No entanto, não produziu quaisquer melhorias nas propriedades finais dos nanocompósitos poliméricos. A equipe decidiu explorar as implicações disso da perspectiva oposta.

O coautor do estudo e um dos principais contribuidores, o estudante de doutorado da Skoltech Ilya Novikov, explicou: “Tendo percebido que a expansão rápida produz uma diminuição de dez vezes na densidade aparente dos nanotubos, mas não melhora as propriedades dos compósitos, pensamos, por que não fazemos o oposto e comprimimos os pós. E se a compressão não prejudicar o desempenho do material?” A razão pela qual isso seria emocionante, acrescentou ele, é que maior densidade significa maior conveniência e menos riscos de segurança na fabricação devido à aerossolização indesejada de nanotubos.