Pesquisadores de engenharia simplificam o processo para fazer os fios mais minúsculos do mundo
p Grupos de nanofios extremamente pequenos nesta imagem são capturados com o auxílio de um microscópio eletrônico. O padrão de aglomeração, que ocorre como resultado da tensão superficial durante o processo de fabricação, limita a utilidade dos fios, que são vistos como um provável elemento central de microeletrônica mais poderosa, células solares, baterias e ferramentas médicas.
p (PhysOrg.com) - A tensão superficial não é uma força muito poderosa, mas é importante para pequenas coisas - insetos aquáticos, pintar, e, acontece que, nanofios. p Os nanofios são tão minúsculos que um fio de cabelo humano os tornaria pequenos - alguns têm diâmetros de 150 bilionésimos de metro. Por causa de seu tamanho pequeno, a tensão superficial que ocorre durante o processo de fabricação os une, limitando sua utilidade. Isso é um problema porque os fios são vistos como um elemento potencial central de microeletrônica nova e mais poderosa, células solares, baterias e ferramentas médicas.
p Mas em um artigo no jornal
Materiais e interfaces aplicados ACS agora online, um pesquisador de engenharia da Universidade da Flórida diz que encontrou uma solução barata.
p Kirk Ziegler, um professor assistente de engenharia química, esses nanofios são mais frequentemente feitos hoje com um processo que envolve a imersão dos fios.
p Quando terminar, cada fio deve ficar bem próximo ao outro em uma superfície plana, como cerdas em uma escova de dentes liliputiana. Mas Ziegler disse que os fios são tão pequenos e flexíveis que a tensão superficial os aglomera quando secos.
p Os fabricantes usam pressão extremamente alta para reduzir a tensão superficial, mas Ziegler disse que o processo é difícil, caro e não favorável à produção em grande escala.
p Ziegler e Justin Hill, que vai se formar na UF com um doutorado em engenharia química neste verão, perceberam que precisavam introduzir uma força que neutralizasse a da tensão superficial. Eles criaram um processo simples o suficiente para ser alcançado com uma bateria de nove volts. Os pesquisadores aplicam uma carga elétrica às nanoestruturas durante o processo de fabricação, carregando cada fio minúsculo e fazendo-o repelir seu vizinho.
p "À medida que os dois nanofios se puxam um em direção ao outro por causa da tensão superficial, as cargas semelhantes nas pontas agem para separá-los, "Ziegler disse." O objetivo é obter uma força líquida zero na estrutura, para que os nanofios fiquem retos. "
p Testes de superfícies do tamanho de lâminas de microscópio, cada um contendo trilhões de nanofios, mostrou que o procedimento evita efetivamente a aglomeração, Ziegler disse.
p Nesta imagem capturada com o auxílio de um microscópio eletrônico, nanofios se erguem como resultado de um novo processo desenvolvido por pesquisadores de engenharia química da Universidade da Flórida. Os engenheiros aplicam uma carga elétrica à nanoestrutura durante o processo de fabricação, carregando cada fio e fazendo-o repelir seu vizinho, neutralizando a força oposta induzida pela tensão superficial. Os pesquisadores dizem que o processo é barato e simples, um passo para tornar os nanofios um constituinte mais comum da eletrônica, dispositivos médicos e células solares.
p Os nanofios não encontraram amplas aplicações comerciais até o momento, mas Ziegler disse que, à medida que os engenheiros aprendem como fabricá-los e manipulá-los, eles poderiam sustentar células solares e baterias muito mais eficientes porque fornecem mais área de superfície e melhores propriedades elétricas.
p "Ser capaz de empacotar em uma densidade mais alta de nanofios dá a você uma área de superfície muito maior, então você começa a gerar maior densidade de energia, " ele disse.
p Ziegler disse que os engenheiros biomédicos também estão interessados em usar os fios para ajudar a entregar medicamentos às células individuais, ou para impedir ou encorajar o crescimento de células individuais. A Universidade da Flórida solicitou uma patente sobre o processo, ele adicionou.
