p Você se vestiria com nanofios de diamante? Não é tão rebuscado quanto você pode pensar. E você terá um engenheiro e químico de carbono baseado em Brisbane para agradecer por isso. p O Dr. Haifei Zhan da QUT está liderando um esforço global para descobrir de quantas maneiras a humanidade pode usar um material recém-inventado com enorme potencial - nanofios de diamante (DNT).

p Criado pela Universidade Estadual da Pensilvânia no ano passado, DNT unidimensional é semelhante aos nanotubos de carbono, tubos cilíndricos ocos 10, 000 vezes menor que o cabelo humano, mais forte do que o aço - mas frágil.

p "DNT, por comparação, é ainda mais fino, incorporando dobras de hidrogênio na estrutura oca do carbono, chamados de defeitos de transformação de Stone-Wale (SW), que descobri que reduz a fragilidade e adiciona flexibilidade, "disse o Dr. Zhan, da Escola de Química da QUT, Física e Engenharia Mecânica.

p "Essa estrutura torna o DNT um ótimo candidato para uma variedade de usos. É possível que o DNT se torne um plástico tão onipresente no futuro, usado em tudo, desde roupas até carros.

p "Eu me sinto muito sortudo por ter esta chance de estudar um novo material em profundidade - oportunidades de pesquisa aplicada no céu azul como esta são raras."

p DNT não se parece com um diamante de rocha. Em vez, seu nome se refere à forma como os átomos de carbono são empacotados, semelhante ao diamante, dando-lhe sua força fenomenal.

p O Dr. Zhan tem modelado as propriedades do DNT desde que foi inventado, usando simulações de dinâmica molecular em grande escala e computação de alto desempenho.

p Ele foi o primeiro a perceber que os defeitos de SW eram a chave para a versatilidade do DNT.

p "Embora os nanotubos de carbono e o DNT tenham um grande potencial, quanto mais eu modelar propriedades DNT, quanto mais parece ser um material superior, "Dr. Zhan disse.

p “Os defeitos de SW dão ao DNT uma flexibilidade que os nanotubos de carbono rígidos não conseguem replicar - pense nisso como a diferença entre costurar espaguete cru e espaguete cozido.

p "Minhas simulações mostraram que os defeitos de SW agem como dobradiças, conectando seções retas de DNT. E ao alterar o espaçamento desses defeitos, podemos mudar - ou ajustar - a flexibilidade do DNT. "

p Essa pesquisa é publicada na publicação revisada por pares Nanoescala .

p O Dr. Zhan também publicou uma série de outros resultados de sua pesquisa de modelagem DNT:

• A condutividade térmica de DNT pode ser ajustada alterando o espaçamento entre os defeitos de SW ( Carbono )
• Os defeitos de SW criam superfícies irregulares no DNT, permitindo uma boa ligação com polímeros. DNT poderia, portanto, ser usado como reforço para materiais nanocompósitos ( Materiais de função avançada )
• As propriedades mecânicas do DNT variam significativamente dependendo de sua estrutura atômica exata, incluindo comportamento de tração. A temperatura também afeta as propriedades mecânicas. Embora o DNT provavelmente se comporte como uma haste elástica flexível, as propriedades mecânicas podem ser adaptadas para fins específicos ( Carbono )

p "Uma modelagem adicional é necessária para investigar completamente todas as propriedades do DNT. No entanto, Estou entusiasmado com a gama potencial de aplicações para as quais ele pode ser usado, já que provamos que podemos controlar sua flexibilidade, condutividade e força, "Dr. Zhang disse.

p “O carbono é o elemento mais abundante do planeta. É um recurso renovável, portanto, o custo da matéria-prima é extremamente baixo.

p “Uma vez que os custos de fabricação sejam viáveis, O DNT provavelmente seria usado principalmente em aplicações mecânicas, combinado com outros materiais para tornar ultra-forte, compósitos e componentes leves - como fuselagens de aviões.

p “Eu pretendo testar como o DNT funciona como uma estrutura de rede bidimensional - uma folha ou camada - para uso potencial em telas e eletrônicos flexíveis.

p “Também quero testar a viabilidade como fibra para têxteis ou corda, de coletes à prova de balas e equipamentos de trabalho resistentes a um substituto para cabos de aço na construção de pontes.

p “Já se fala na comunidade global de carbono de que o DNT é o melhor candidato até o momento para construir um elevador espacial. Seria uma verdadeira honra se minha pesquisa contribuísse para o desenvolvimento de DNTs para esse fim.”