Composto explosivo baseado em nanopartículas e DNA pode ser uma fonte de energia para microssistemas incorporados
p Um explosivo sólido com densidade de energia equivalente à da nitroglicerina:este é o material compósito produzido pelos pesquisadores do Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systemes (CNRS) em Toulouse, França, usando um processo de produção inovador que coloca as nanopartículas em contato com fitas de DNA. Essas fitas então "montam" os vários tipos de nanopartículas usadas. A energia liberada e a temperatura de ignição do novo explosivo estão entre as melhores já descritas na literatura. O explosivo poderia, portanto, ser usado como uma fonte de energia para alimentar sistemas embarcados, tanto no espaço quanto no meio ambiente. Este material inovador é tema de artigo publicado online na revista.
Materiais Funcionais Avançados . p Nanopartículas de alumínio e óxido de cobre constituem os dois ingredientes básicos do material composto. Embora a ideia de acoplar alumínio com óxido de cobre para produzir energia não seja nova (eles já foram usados para soldar trilhos de trem), esta é a primeira vez que fitas de DNA foram usadas para montá-los. Então, por que usar DNA? Duas fitas de DNA complementares (ou seja, cujas moléculas são capazes de se reconhecer) se auto-montam em uma dupla hélice e, em seguida, permanecem firmemente ligadas, assim como estão em cada célula do nosso corpo. Os pesquisadores usaram essas propriedades "pegajosas". Eles enxertaram separadamente fitas de DNA em contas nanoscópicas de alumínio e de óxido de cobre antes de misturar os dois tipos de nanopartículas revestidas com fitas de DNA. Como resultado, as fitas complementares em cada tipo de ligação de nanopartículas, transformando o pó de óxido de cobre e alumínio original em um compacto, material sólido que se inflama espontaneamente quando aquecido a 410 ° C (uma das temperaturas de ignição espontânea mais baixas até agora descritas na literatura).
p Além de sua baixa temperatura de ignição, este composto também oferece a vantagem de ter uma alta densidade de energia, semelhante à nitroglicerina:para a mesma quantidade de material, ele produz muito mais calor do que o óxido de alumínio e cobre tomados separadamente, onde uma parte significativa da energia não é liberada. Em contraste, usando nanopartículas, com suas grandes superfícies ativas, os pesquisadores foram capazes de aproximar a energia teórica máxima para esta reação química exotérmica.
p A alta densidade de energia deste composto o torna um combustível ideal para nanossatélites, que pesam um punhado de quilos e são cada vez mais usados. Esses satélites são muito leves para serem equipados com um sistema de propulsão convencional uma vez em órbita. Contudo, algumas centenas de gramas desse composto dariam a eles energia suficiente para ajustar sua trajetória e orientação.
p O composto também pode ter uma série de aplicações terrestres:ignitores para gás em motores de combustão interna ou para combustível em aeronaves e bicos de foguetes, detonadores em miniatura, ferramentas de soldagem no local, etc. Uma vez que seu calor é transformado em energia elétrica, o composto também pode ser usado como uma fonte de backup para microssistemas (como detectores de poluição espalhados pelo ambiente).