(Phys.org) —Figurando que se algum for bom, mais deve ser melhor, pesquisadores têm tentado embalar mais grafeno, um supermaterial, em compósitos estruturais. A pesquisa colaborativa liderada por engenheiros de materiais da Universidade de Nebraska-Lincoln descobriu que, nesse caso, menos é mais.

O time, liderado por Yuris Dzenis, McBroom professor de engenharia mecânica e de materiais e membro do Nebraska Center for Materials and Nanocience da UNL, aprendi que usar uma pequena quantidade de óxido de grafeno como modelo melhora os nanomateriais de carbono que, por sua vez, promete melhorar os materiais compósitos. Os compósitos são usados ​​em tudo, desde aviões a bicicletas e tacos de golfe.

O grafeno é uma camada de carbono com um átomo de espessura e uma estrutura cristalina que o torna excepcionalmente forte e um excelente condutor elétrico e de calor. Foi objeto de pesquisa que ganhou o Prêmio Nobel de Física 2010.

Os engenheiros da UNL colaboraram com pesquisadores da Northwestern University and Materials and Electrochemical Research Corp. de Tucson, Ariz., neste estudo. A equipe da UNL desenvolveu um processo para incorporar nanopartículas de óxido de grafeno como um modelo para guiar a formação e orientação de nanofibras de carbono contínuas, que deve melhorar as propriedades da fibra. Esse processo envolve amassar o grafeno, como amassar uma folha de papel, de uma forma que melhora o grafeno como um agente de modelagem e orientação. Apenas pequenas quantidades de nanopartículas de grafeno amassadas são necessárias. Um grupo liderado pelo químico SonBinh Nguyen, da Northwestern, sintetizou o óxido de grafeno.

"Muitas pessoas estão tentando colocar tanto grafeno quanto possível nas fibras, "Dzenis disse, acrescentando que é difícil de fazer. "Mas fizemos algo não convencional:usamos quantidades muito pequenas, seguidas de carbonização."

A estrutura de nanofibra de carbono resultante tem uma orientação semelhante às fibras com resistência aprimorada demonstrada e outras propriedades, Disse Dzenis. Ele e seus colegas agora estão testando suas nanofibras à base de grafeno para essas propriedades aprimoradas, bem como aprimorando a técnica.

O método é promissor, ele disse. Isso poderia reduzir o custo de fabricação de compósitos significativamente porque requer apenas pequenas quantidades de nanopartículas caras e usa um processo de fabricação de nanofibras barato, que foi desenvolvido na UNL.

"Tudo isso tem potencial para alto desempenho, mas, ao mesmo tempo, nanofibras de carbono de baixo custo, "Dzenis disse.

A equipe relatou suas descobertas na edição de 10 de dezembro da Materiais Funcionais Avançados .