p Um novo tipo de tinta feita com nanotubos de carbono na Rice University pode ajudar a detectar deformações em edifícios, pontes e aviões. p Os cientistas do Rice chamam sua mistura de "tinta de tensão" e estão esperançosos de que ela possa ajudar a detectar deformações em estruturas como asas de avião. Seu estudo, publicado online este mês pela revista American Chemical Society Nano Letras detalha um revestimento composto que eles inventaram que pode ser lido por um espectrômetro infravermelho portátil.

p Este método pode dizer onde um material está mostrando sinais de deformação bem antes de os efeitos se tornarem visíveis a olho nu, e sem tocar na estrutura. Os pesquisadores disseram que isso oferece uma grande vantagem sobre os medidores de tensão convencionais, que devem estar fisicamente conectados aos seus dispositivos de leitura. Além disso, o sistema baseado em nanotubos pode medir a tensão em qualquer local e ao longo de qualquer direção.

p O professor de química do arroz Bruce Weisman liderou a descoberta e interpretação da fluorescência do infravermelho próximo de nanotubos de carbono semicondutores em 2002, e desde então ele desenvolveu e usou uma nova instrumentação óptica para explorar as propriedades físicas e químicas dos nanotubos.

p Satish Nagarajaiah, um professor Rice de engenharia civil e ambiental e de engenharia mecânica e ciência dos materiais, e seus colaboradores lideraram o desenvolvimento de 2004 de sensoriamento de cepas para monitoramento de integridade estrutural em nível macro usando as propriedades elétricas de nanofilmes de carbono - redes densas / conjuntos de nanotubos. Desde então, ele continuou a investigar novos métodos de detecção de cepas usando vários nanomateriais.

p Mas foi um golpe de sorte que Weisman e Nagarajaiah participaram do mesmo workshop da NASA em 2010. Lá, Weisman deu uma palestra sobre fluorescência de nanotubos. Como um vôo da fantasia, ele disse, ele incluiu uma ilustração de um sistema hipotético que usaria lasers para revelar tensões na asa nanorrevestida de um ônibus espacial.

p "Eu fui até ele depois e disse, 'Bruce, você sabe que podemos realmente tentar ver se isso funciona? '", lembrou Nagarajaiah.

p A fluorescência do nanotubo mostra grande, o comprimento de onda previsível muda quando os tubos são deformados por tensão ou compressão. A tinta - e, portanto, cada nanotubo, Cerca de 50, 000 vezes mais fino do que um cabelo humano - sofreria a mesma tensão da superfície em que é pintado e daria uma imagem clara do que está acontecendo por baixo.

p "Para um avião, os técnicos normalmente aplicam medidores de tensão convencionais em locais específicos na asa e os submetem a testes de vibração de força para ver como se comporta, "Nagarajaiah disse." Eles só podem fazer isso no solo e só podem medir parte de uma asa em direções e locais específicos onde os medidores de tensão estão conectados. Mas com nossa técnica sem contato, eles podiam apontar o laser em qualquer ponto da asa e obter um mapa de deformação ao longo de qualquer direção. "

p Ele disse que a tinta de tensão pode ser projetada com propriedades multifuncionais para aplicações específicas. "Também pode ter outros benefícios, "Nagarajaiah disse." Pode ser uma película protetora que impede a corrosão ou pode aumentar a resistência do material subjacente. "

p Weisman disse que o projeto exigirá um maior desenvolvimento do revestimento antes que tal produto possa chegar ao mercado. "Precisamos otimizar detalhes de sua composição e preparação, e encontrar a melhor maneira de aplicá-lo às superfícies que serão monitoradas, "disse ele." Essas questões de fabricação / engenharia devem ser tratadas para garantir o desempenho adequado, mesmo antes de começarmos a trabalhar em instrumentos portáteis de leitura. "

p "Também há sutilezas sobre como as interações entre os nanotubos, o hospedeiro polimérico e o substrato afetam a reprodutibilidade e a estabilidade a longo prazo dos deslocamentos espectrais. Para medições do mundo real, essas são considerações importantes, "Weisman disse.

p Mas nenhum desses problemas parece intransponível, ele disse, e a construção de um leitor de tensão óptica portátil deve ser relativamente simples. "Já existem espectrômetros infravermelhos bastante compactos que poderiam funcionar com bateria, "Weisman disse." Lasers em miniatura e ótica também estão prontamente disponíveis. Portanto, não exigiria a invenção de novas tecnologias, apenas combinando componentes que já existem.

p "Estou confiante de que, se houvesse um mercado, o equipamento de leitura pode ser miniaturizado e embalado. Não é ficção científica. "