p Os pesquisadores projetaram aerogéis de carbono que podem ser esticados reversivelmente em mais de três vezes seu comprimento original, exibindo elasticidade semelhante à de um elástico. Ao adicionar elasticidade reversível às propriedades existentes dos aerogéis (que já incluem uma densidade ultrabaixa, peso leve, alta porosidade, e alta condutividade), os resultados podem levar a uma série de novas aplicações de aerogéis de carbono. p Os pesquisadores, liderado por Chao Gao, Zhen Xu, e outros na Universidade de Zhejiang, publicaram um artigo sobre os aerogéis de carbono altamente elásticos em uma edição recente da Nature Communications .

p "Mostramos a possibilidade de que materiais inorgânicos puros também podem possuir elasticidade de borracha, "disse o co-autor Fan Guo da Universidade de Zhejiang Phys.org . "O aerogel de carbono emborrachado abre uma nova espécie de material que combina ultraleve, alta elasticidade invariante à temperatura, e desempenho mecânico robusto. "

p Devido à crescente demanda por eletrônicos extensíveis, pesquisadores têm investigado recentemente métodos para melhorar a elasticidade dos aerogéis de carbono, que normalmente não são muito elásticos.

p No novo trabalho, os cientistas projetaram aerogéis de carbono consistindo de grafeno (um material bidimensional) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (CNTs, um material unidimensional), montados em quatro ordens de estruturas hierárquicas que variam da escala nanométrica a centimétrica. Para fabricar o material em aerogéis, os pesquisadores criaram uma tinta composta de óxido de grafeno e nanotubos, e, em seguida, formaram os aerogéis por meio de impressão a jato de tinta.

p Em testes, os pesquisadores demonstraram que os novos aerogéis exibem uma resistência à tração 5 vezes maior do que os aerogéis anteriores. Eles descobriram que a forte ligação atômica entre o grafeno e os CNTs resulta em um efeito sinérgico, levando a uma maior elasticidade de alongamento e estabilidade. Além disso, os novos aerogéis podem suportar temperaturas extremas, ao contrário da maioria das tentativas anteriores de aerogéis extensíveis em que os aerogéis se tornam viscosos ou quebradiços quando expostos ao calor ou ao frio.

p Para demonstrar uma aplicação possível, os pesquisadores anexaram três dos novos aerogéis extensíveis nas articulações de um robô semelhante a uma cobra. Os aerogéis funcionam como sensores para monitorar os movimentos e configurações do robô. Ao contrário dos sensores convencionais que podem detectar apenas deformação unilateral, os sensores de aerogel podem distinguir entre várias configurações, sugerindo a possibilidade de uma nova geração de sensores com a capacidade de identificação lógica de mudanças de forma sofisticadas.

p Outras aplicações potenciais dos aerogéis extensíveis incluem dispositivos eletrônicos vestíveis, aplicações aeroespaciais, geração e armazenamento de energia, além de usá-los como dispositivos mecânicos leves, especialmente em condições extremas de temperatura.

p "Este aerogel de carbono emborrachado abre muitas possibilidades, "Guo disse." Primeiro, a resistência e o módulo de Young [uma medida de elasticidade à tração] das borrachas de carbono são menores do que os dos elastômeros de polímero. Em geral, o módulo de Young das borrachas de polímero é 1 a 2 ordens de magnitude maior do que nossas borrachas de carbono.

p "Segundo, estamos nos esforçando para tornar os aerogéis de carbono mais robustos mecanicamente, a fim de suportar deformações extremas e complicadas, como maior alongamento e torção. Enquanto isso, mais aplicações desta nova borracha de carbono podem ser exploradas e outros tipos de borrachas inorgânicas podem ser alcançados por meio desta metodologia de montagem sinérgica hierárquica. " p © 2018 Phys.org