p Os termos "feito à mão" e "alta tecnologia" não são comumente encontrados na mesma frase, mas ambos se aplicam a um método da Rice University para produzir rapidamente fibras a partir de nanotubos de carbono. p O método desenvolvido pelo laboratório de arroz do químico Matteo Pasquali permite que os pesquisadores façam comprimentos curtos de fibras condutoras de pequenas amostras de nanotubos em massa em cerca de uma hora.

p O trabalho complementa o método pioneiro de Pasquali de 2013 para girar carretéis completos de fibras de nanotubos semelhantes a fios para a indústria aeroespacial, automotivo, aplicações médicas e roupas inteligentes. As fibras parecem fios de algodão, mas funcionam como fios de metal e fibras de carbono.

p Pode levar gramas de material e semanas de esforço para otimizar o processo de fiação de fibras contínuas, mas o novo método reduz isso ao tamanho, mesmo que exija um pouco de processamento prático.

p Pasquali e o autor principal e estudante de graduação Robby Headrick relataram em Materiais avançados que alinhar e torcer as fibras semelhantes a cabelos é bastante simples.

p Primeiro, Headrick faz filmes. Depois de dissolver uma pequena quantidade de nanotubos em ácido, ele coloca a solução entre duas lâminas de vidro. Movê-los rapidamente um após o outro aplica uma força de cisalhamento que faz com que os bilhões de nanotubos dentro da solução se alinhem. Uma vez que os filmes resultantes são depositados no vidro, ele descasca seções e as enrola em fibras.

p "O filme está em um estado de gel quando eu o descasquei, que é importante para obter uma fibra totalmente densificada, "Headrick disse." Você torce quando está molhado em toda a seção transversal da estrutura, e quando você secar, a pressão capilar o torna denso. "

p Headrick estava insatisfeito com a reprodutibilidade de seus experimentos iniciais e discutiu o procedimento com seu pai, Robert, marceneiro amador. O velho Headrick rapidamente desenvolveu um dispositivo simples para apoiar as lâminas e controlar o processo de cisalhamento.

p As fibras de nanotubos secas têm cerca de 7 centímetros de comprimento; o desempenho elétrico é equivalente a fibras longas criadas pelo método de fiação original, mas ainda mais denso com uma resistência à tração de até 3,5 gigapascais (GPa), melhor do que fibras fiadas. Os pesquisadores esperam que os nanotubos 50, 000 a 70, 000 vezes mais longos do que largos irão produzir fibras de 35 a 40 GPa, sobre a força de um nanotubo de carbono individual.

p "Podemos processar todos os tipos de nanotubos exatamente da mesma maneira, para obtermos estruturas e propriedades de fibra ideais, "Headrick disse." Isso acelera as coisas e nos permite explorar nanotubos que estão disponíveis apenas em pequenas quantidades. "

p Pasquali disse que o processo reproduz o alto alinhamento de nanotubos e alta densidade de empacotamento típico de fibras produzidas por fiação, mas com um tamanho suficiente para testes de resistência e condutividade.

p "Agora usamos isso como um teste de laboratório rápido para avaliar novos materiais e criar propriedades de destino para o método em grande escala, "Pasquali disse." Saberemos com antecedência o que o material pode entregar, enquanto antes, nós apenas poderíamos inferir isso. Isso pode ser especialmente importante para os produtores de nanotubos de carbono que desejam alterar as condições do seu reator para fornecer um feedback rápido ou para controle de qualidade, bem como para testar amostras que foram classificadas por tipo metálico versus tipo semicondutor ou mesmo helicidade. "