Usando uma abordagem semelhante à montagem de um sanduíche em nanoescala, Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) conseguiram elaborar um uniforme, revestimento à base de nanotubos de carbono com várias paredes que reduz muito a inflamabilidade da espuma comumente usada em móveis estofados e outros estofados.

A inflamabilidade da espuma de poliuretano revestida com nanotubo foi reduzida em 35 por cento em comparação com a espuma não tratada. Tão importante, o revestimento evitou o derretimento e o acúmulo da espuma, que gera chamas adicionais que são um grande contribuinte para a propagação de incêndios.

Em todo o país, incêndios nos quais móveis estofados são o primeiro item a ser aceso respondem por cerca de 6, 700 incêndios domésticos anualmente e resultam em 480 mortes de civis, ou quase 20 por cento das mortes por incêndios domésticos entre 2006 e 2010, de acordo com a National Fire Protection Association.

A técnica inovadora do NIST comprime os nanotubos entre dois polímeros do dia-a-dia e empilha quatro dessas camadas triplas uma sobre a outra. O resultado é um revestimento semelhante a plástico que é mais fino do que um centésimo do diâmetro do cabelo humano e possui nanotubos inibidores de chamas distribuídos uniformemente.

A ideia dos cientistas de materiais do NIST Yeon Seok Kim e Rick Davis, o método de fabricação é descrito na edição de janeiro de 2014 da Thin Solid Films. Kim e Davis escrevem que a técnica pode ser usada com uma variedade de tipos de nanopartículas para melhorar a qualidade dos revestimentos de superfície para diversas aplicações.

A dupla experimentou uma variedade de métodos de revestimento camada por camada antes de chegar à abordagem de três andares. Todos não conseguiram cumprir seus três objetivos principais:cobertura total da superfície porosa da espuma, distribuição uniforme dos nanotubos, e a praticidade do método. Na maioria dessas provações, os nanotubos - cilindros de átomos de carbono semelhantes a rolos de tela de arame - não aderiram fortemente à superfície da espuma.

Então, Kim e Davis optaram por tratar os próprios nanotubos, pegando emprestada uma técnica frequentemente usada em cultura de células para tornar as moléculas de DNA mais aderentes. O método anexou moléculas contendo nitrogênio - chamadas de grupos de amina - ao exterior dos nanotubos.

Esta etapa provou ser crítica:os nanotubos manipulados foram uniformemente distribuídos e aderiram tenazmente às camadas de polímero acima e abaixo. Como resultado, o revestimento explora totalmente a capacidade de rápida dissipação de calor dos nanotubos.

Grama por grama, o revestimento resultante confere uma resistência muito maior à ignição e queima do que a alcançada com os retardadores de chama bromados comumente usados ​​para tratar estofados hoje. Tão importante, diz Davis, uma "camada de carvão protetora" se forma quando a espuma revestida com nanotubo é exposta ao calor extremo, criando uma barreira que evita a formação de poças de fusão.

"Este tipo de tecnologia tem o potencial de reduzir a ameaça de incêndio associada à queima de móveis macios em casas em cerca de um terço, "Davis diz.