p Nanotubos de carbono invisivelmente pequenos alinhados como fibras e costurados em tecidos tornam-se um gerador termoelétrico que pode transformar o calor do sol ou de outras fontes em energia. p O laboratório do físico Junichiro Kono da Rice University liderou um esforço com cientistas da Tokyo Metropolitan University e do Rice-based Carbon Hub para fazer fibras de nanotubos personalizadas e testar seu potencial para aplicações em grande escala.

p Seus experimentos em pequena escala levaram a um aprimoramento de fibra, tecido de algodão flexível que transformava calor em energia suficiente para alimentar um LED. Com mais desenvolvimento, eles dizem que esses materiais podem se tornar blocos de construção para fibra e eletrônicos têxteis e colheita de energia.

p As mesmas fibras de nanotubos também podem ser usadas como dissipadores de calor para resfriar ativamente eletrônicos sensíveis com alta eficiência.

p Um artigo sobre o projeto aparece em Nature Communications .

p O efeito parece simples:se um lado de um material termoelétrico estiver mais quente do que o outro, ele produz energia. O calor pode vir do sol ou de outros dispositivos, como as placas de aquecimento usadas no experimento do tecido. Por outro lado, adicionar energia pode fazer com que o material resfrie o lado mais quente.

p Até agora, nenhum conjunto macroscópico de nanomateriais exibiu o necessário "fator de potência gigante, "cerca de 14 miliwatts por metro Kelvin ao quadrado, que os pesquisadores do Rice mediram em fibras de nanotubos de carbono.

p "O fator de potência diz quanta densidade de potência você pode obter de um material em certa diferença de temperatura e gradiente de temperatura, "disse o estudante de pós-graduação da Rice, Natsumi Komatsu, autor principal do artigo. Ela observou que o fator de potência de um material é um efeito combinado de sua condutividade elétrica e o que é conhecido como coeficiente de Seebeck, uma medida de sua capacidade de traduzir diferenças térmicas em eletricidade.

p "A condutividade elétrica ultra-alta desta fibra foi um dos principais atributos, "Komatsu disse.

p A fonte dessa superpotência também está relacionada ao ajuste da energia Fermi inerente dos nanotubos, uma propriedade que determina o potencial eletroquímico. Os pesquisadores foram capazes de controlar a energia de Fermi dopando quimicamente os nanotubos transformados em fibras pelo laboratório Rice do co-autor e do engenheiro químico e biomolecular Matteo Pasquali, permitindo-lhes ajustar as propriedades eletrônicas das fibras.

p Enquanto as fibras testadas foram cortadas em centímetros de comprimento, A Komatsu disse que não há razão para que os dispositivos não possam usar as excelentes fibras de nanotubos do laboratório de Pasquali, que são enroladas em comprimentos contínuos. "Não importa onde você os mede, eles têm a mesma condutividade elétrica muito alta, "ela disse." A peça que medi era pequena apenas porque minha configuração não é capaz de medir 50 metros de fibra. "

p Pasquali é diretor do Carbon Hub, que promove a expansão do desenvolvimento de materiais de carbono e hidrogênio de uma forma que também muda fundamentalmente a forma como o mundo usa hidrocarbonetos fósseis.

p "As fibras de nanotubos de carbono estão em um caminho de crescimento constante e estão se mostrando vantajosas em mais e mais aplicações, "disse ele." Em vez de desperdiçar carbono queimando-o em dióxido de carbono, podemos consertá-lo como materiais úteis que têm mais benefícios ambientais na geração e transporte de eletricidade. "

p Resta ver se a nova pesquisa leva a um painel solar que você pode jogar na máquina de lavar. mas Kono concorda que a tecnologia tem um potencial grande e variado.

p "Os nanotubos existem há 30 anos, e cientificamente, muito se sabe, "ele disse." Mas para fazer dispositivos do mundo real, precisamos de montagens macroscopicamente ordenadas ou cristalinas. Esses são os tipos de amostras de nanotubos que o grupo de Matteo e meu grupo podem fazer, e são muitos, muitas possibilidades de aplicações. "

p Os co-autores do artigo são estudantes de graduação da Rice, Oliver Dewey, Lauren Taylor e Mitchell Trafford e Geoff Wehmeyer, professor assistente de engenharia mecânica; e Yota Ichinose, Professor Yohei Yomogida, e o professor Kazuhiro Yanagi, da Tokyo Metropolitan University.