p Grandes flocos de óxido de grafeno são o ingrediente essencial em uma nova receita de fibra de carbono robusta criada na Rice University. p A fibra fiada na Rice é única pela força de seus nós. A maioria das fibras tem maior probabilidade de quebrar sob tensão no nó, mas a fibra de arroz demonstra o que os pesquisadores chamam de "100 por cento de eficiência do nó, "onde a fibra tem tanta probabilidade de quebrar em qualquer lugar ao longo de seu comprimento quanto no nó.

p O novo trabalho do laboratório de arroz do químico James Tour aparece online hoje no jornal Materiais avançados .

p O material pode ser usado para aumentar a resistência de muitos produtos que usam fibra de carbono, como compósitos para forte, aeronaves leves ou tecidos para roupas à prova de balas, de acordo com os pesquisadores.

p "Ver isso é muito estranho, "Tour disse." O nó é tão forte quanto qualquer outra parte da fibra. Isso nunca acontece em uma fibra de carbono ou fibras poliméricas. "

p O crédito vai para as propriedades exclusivas dos flocos de óxido de grafeno criados em um processo ecologicamente correto patenteado pela Rice alguns anos atrás. Os flocos quimicamente extraídos do grafite parecem pequenos. Eles têm um diâmetro médio de 22 mícrons, um quarto da largura de um cabelo humano médio. Mas eles são enormes em comparação com o piche à base de petróleo usado na fibra de carbono atual. "As partículas de piche têm dois nanômetros de tamanho, o que torna nossos flocos cerca de dez mil vezes maiores, "disse o estudante de pós-graduação do Rice Changsheng Xiang, autor principal do novo artigo.

p Como com arremesso, a fraca força de van der Waals mantém os flocos de grafeno juntos. Ao contrário do tom, os flocos com a espessura de um átomo têm uma enorme área de superfície e se agarram uns aos outros como as escamas de um peixe quando puxados para dentro de uma fibra. O processo de fiação úmida é semelhante a um usado recentemente para criar fibras altamente condutoras feitas de nanotubos, mas, neste caso, Xiang usou apenas água como solvente, em vez de um superácido.

p A flexibilidade no nó é devido ao módulo de flexão da fibra, que é uma medida de sua flexibilidade, Xiang disse. "Como o óxido de grafeno tem módulo de curvatura muito baixo, pensa que não há nó lá, " ele disse.

p Tour disse que as fibras de carbono industriais - uma fonte de resistência semelhante ao aço em materiais ultraleves que variam de tacos de beisebol a bicicletas e bombardeiros - não melhoraram muito em décadas porque a química envolvida está se aproximando de seus limites. Mas as novas fibras de carbono fiadas à temperatura ambiente em Rice já mostram um módulo e resistência à tração impressionantes e têm o potencial de serem ainda mais fortes quando recozidas em temperaturas mais altas.

p Aquecendo as fibras a cerca de 2, 100 graus Celsius, o padrão da indústria para fazer fibra de carbono, provavelmente eliminará a força do nó, Xiang disse, mas deve melhorar muito a resistência à tração do material, o que será bom para fazer novos materiais compostos.

p Os pesquisadores do Rice também criaram um segundo tipo de fibra usando flocos menores de óxido de grafeno de 9 mícrons. As fibras de pequenos flocos, ao contrário do grande, foram retirados do processo de fiação úmida sob tensão, que trouxe os flocos para um alinhamento ainda melhor e resultou em fibras com resistência próxima à de produtos comerciais, mesmo à temperatura ambiente.