Uma equipe de pesquisadores do Rensselaer Polytechnic Institute desenvolveu uma nova técnica assistida por microfluídica para o desenvolvimento de fibras macroscópicas de grafeno de alto desempenho. Fibra de grafeno, um membro recentemente descoberto da família da fibra de carbono, tem aplicações potenciais em diversas áreas tecnológicas, do armazenamento de energia, eletrônica e óptica, eletromagnético, condutor térmico e gerenciamento térmico, para aplicações estruturais.

Suas descobertas foram publicadas em uma edição recém-lançada da Nature Nanotechnology . Tem sido historicamente difícil otimizar simultaneamente as propriedades térmicas / elétricas e mecânicas das fibras de grafeno. Contudo, a equipe Rensselaer demonstrou sua habilidade para fazer as duas coisas.

As fibras macroscópicas de grafeno podem ser fabricadas por conjunto habilitado para fluidos a partir de folhas de óxido de grafeno 2-D dispersas em soluções aquosas formando cristal líquido liotrópico. Forma forte e confinamentos de tamanho são demonstrados para controle fino do alinhamento e orientação da folha de grafeno, crítica para a realização de fibras de grafeno com alta temperatura, elétrico, e propriedades mecânicas. Este método de montagem habilitado para microfluídica também fornece a flexibilidade para adaptar as microestruturas das fibras de grafeno, controlando os padrões de fluxo.

"O controle de diferentes padrões de fluxo oferece uma oportunidade única e flexibilidade na adaptação de estruturas macroscópicas de grafeno de fibras e tubos de grafeno perfeitamente alinhados para arquitetura aberta 3-D com disposição de folha de grafeno alinhada verticalmente, "disse Jie Lian, um professor do Departamento de Mecânica Rensselaer, Aeroespacial, e Engenharia Nuclear (MANE) e autor principal do artigo.

O último artigo baseia-se no trabalho do grupo de Lian que foi publicado anteriormente na Science em 2015. Este trabalho, que é patrocinado pela National Science Foundation, é uma colaboração com outros pesquisadores MANE, incluindo a Professora Associada Lucy Zhang e o Professor Suvranu De, quem chefia o departamento.

"Esta pesquisa abre caminho para novas ciências para otimizar a montagem de fibra e microestrutura para desenvolver fibras de grafeno de alto desempenho, "disse Lian." Esta abordagem poderia ser estendida a outros materiais para fabricar estruturas hierárquicas para diversas aplicações funcionais. "