p Uma descoberta na Rice University visa tornar os veículos que funcionam com gás natural comprimido mais práticos. Também pode prolongar a vida útil de cerveja e refrigerante engarrafados. p O laboratório do químico James Tour, do Rice, aprimorou um material polimérico para torná-lo muito mais impermeável ao gás pressurizado e muito mais leve do que o metal em tanques agora usados ​​para conter o gás.

p A combinação pode ser uma vantagem para uma indústria automobilística sob pressão para comercializar carros de consumo que usam gás natural mais barato. Também poderia encontrar mercado em embalagens de alimentos e bebidas.

p Tour e seus colegas na Rice e na Hungria, Eslovênia e Índia relataram seus resultados esta semana na edição online do jornal American Chemistry Society ACS Nano .

p Ao adicionar modificados, nanofitas de grafeno de um átomo de espessura (GNRs) a poliuretano termoplástico (TPU), o laboratório do arroz fez 1, 000 vezes mais difícil para as moléculas de gás escaparem, Tour disse. Isso se deve à dispersão uniforme das fitas pelo material. Como as moléculas de gás não podem penetrar GNRs, eles se deparam com um "caminho tortuoso" para a liberdade, ele disse.

p Os pesquisadores reconheceram que um sólido, folha bidimensional de grafeno pode ser a barreira perfeita para o gás, mas a produção de grafeno em tais quantidades a granel ainda não é prática, Tour disse.

p Mas as nanofitas de grafeno já estão lá. A revolucionária técnica de "descompactação" da Tour para transformar nanotubos de carbono de paredes múltiplas em GNRs, revelado pela primeira vez na Nature em 2009, foi licenciado para produção industrial. “Estão sendo produzidos a granel, o que também deve tornar os contêineres mais baratos, " ele disse.

p Os pesquisadores liderados pelo estudante de graduação de Rice, Changsheng Xiang, produziram filmes finos do material composto por GNRs de fundição em solução tratados com hexadecano e TPU, um copolímero em bloco de poliuretano que combina materiais duros e macios. A pequena quantidade de GNRs tratados representou não mais do que 0,5 por cento do peso do composto. Mas as fitas sobrepostas de 200 a 300 nanômetros de largura se dispersaram tão bem que foram quase tão eficazes quanto o grafeno de folha grande para conter moléculas de gás. A geometria dos GNRs os torna muito melhores do que as folhas de grafeno para processamento em compostos, Tour disse.

p Eles testaram os filmes GNR / TPU colocando nitrogênio pressurizado de um lado e um vácuo do outro. Para filmes sem GNRs, a pressão caiu para zero em cerca de 100 segundos quando o nitrogênio escapou para a câmara de vácuo. Com GNRs em 0,5 por cento, a pressão não passou de 1, 000 segundos, e caiu apenas ligeiramente ao longo de mais de 18 horas.

p Os testes de estresse e deformação também descobriram que a proporção de 0,5 por cento era ótima para aumentar a resistência do polímero.

p “A ideia é aumentar a dureza do tanque e torná-lo impermeável ao gás, "Tour disse." Isso se torna cada vez mais importante à medida que as montadoras pensam em abastecer os carros com gás natural. Tanques de metal que podem lidar com gás natural sob pressão são geralmente muito mais pesados ​​do que as montadoras gostariam. "

p Ele disse que o material pode ajudar a resolver problemas de longa data em embalagens de alimentos, também.

p "Lembra quando você era criança, você pegaria um balão e ele murcharia no dia seguinte? Isso porque as moléculas de gás passam pela borracha ou plástico, "Tour disse." Levou anos para os cientistas descobrirem como fazer uma garrafa de plástico para refrigerante. Uma vez, você não poderia obter uma bebida carbonatada em qualquer coisa, mas uma garrafa de vidro, até descobrirem como modificar o plástico para conter as bolhas de dióxido de carbono. E mesmo agora, refrigerante engarrafado fica vazio após um período de meses.

p "A cerveja tem um problema maior e, em algumas formas, é o problema inverso, ", disse ele." As moléculas de oxigênio penetram no plástico e fazem a cerveja estragar. "Garrafas que são efetivamente impermeáveis ​​podem levar a cerveja que permanece fresca na prateleira por muito mais tempo, Tour disse.