Ao redor do globo, bilhões de libras de resíduos agrícolas são gerados a cada ano. Cientistas do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA (NRL) estão explorando maneiras de converter esses resíduos em carboneto de silício de alto valor que pode ser usado para uma variedade de aplicações eletrônicas e estruturais.

Resíduos agrícolas, como cascas de arroz, talos de milho, espigas de milho, folhas de sorgo, joio de trigo, cascas de amendoim, e outras conchas e resíduos são considerados sem valor e muitas vezes são lançados nos campos. Eles às vezes são eliminados por queima, que cria riscos ambientais pela liberação de cinzas, CO ₂ , e nanopartículas no ar.

Os cientistas estão cientes de que esses resíduos agrícolas têm um teor de sílica significativamente alto em um estado molecular, semelhantes aos hidrocarbonetos. Armado com esse conhecimento, O Dr. Syed B. Qadri da NRL e sua equipe de pesquisa descobriram que esses resíduos agrícolas podem ser economicamente transformados em carboneto de silício (SiC), consistindo de nanoestruturas e nanobastões em vários politipos. A equipe do NRL fez isso por pirólise dos resíduos agrícolas para produzir as fases cristalinas do carboneto de silício, um composto altamente estável, em várias formas de nanocristais, nanorods, e nanofios. Ao aquecer e resfriar seletivamente os resíduos agrícolas, eles foram capazes de investigar sistematicamente o papel do aumento da temperatura e das taxas de resfriamento. Eles observaram que este processo de aquecimento e resfriamento impacta diretamente os mecanismos de formação de defeito estendido que ajudam na modificação da óptica, elétrico, e propriedades estruturais dessas nanopartículas.

Por causa de suas propriedades únicas - alta tensão de ruptura, inércia química, alta condutividade térmica, estabilidade dimensional, ampla lacuna de banda, alta resistência à radiação, e dureza mecânica - SiC é útil em muitos dispositivos eletrônicos e estruturais comerciais. Mais recentemente, Nanopartículas de SiC têm sido demonstradas como uma alternativa promissora aos metais plasmônicos em óptica nanométrica de infravermelho médio, sensoriamento químico, e metamateriais ópticos. Dr. Qadri explica, "Esses nanofios e nanotubos de SiC produzidos a partir de resíduos agrícolas terão muitas aplicações industriais e potenciais em nanotecnologia."

A equipe de pesquisa do NRL está investigando o potencial de uso de SiC para detecção química, metamateriais ópticos, compósitos estruturais, e eletrônica em nanoescala. Olhando para o futuro, Nanopartículas de SiC também prometem fornecer melhorias dramáticas na espectroscopia de infravermelho.