Em Reunião Anual da SBPC, Marcos Pimenta fala das aplicações das nanoestruturas de carbono

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Publicado em 15/07/2016



O carbono é um elemento de importância tão notável na indústria que a ele foi dedicada toda uma área de estudo: a química orgânica. Entre as aplicações mais comuns das estruturas compostas por este átomo estão a fabricação de plásticos e ligas metálicas e a produção de combustíveis a partir do petróleo.

Há pouco mais de 30 anos foram descobertas as nanoestruturas de carbono, que possibilitam diversas aplicações novas na indústria.  Esse campo de pesquisa foi o tema da palestra do Acadêmico Marcos Assunção Pimenta, da Universidade Federal de Minas Gerais, na 68ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência.

Grafenos e nanotubos

Quando escrevemos com um lápis ou com uma lapiseira, o registro no papel acontece porque pedacinhos de grafite ficam grudadas no papel.  Esses "pedacinhos" são estruturas de carbono em escala nanométrica, os grafenos.

A descoberta dessas estruturas, em 2004, pelos pesquisadores Andre Geim e Konstantin Novoselov, vencedores do Prêmio Nobel em 2010, possibilitou um novo campo de aplicações.

Entre as vantagens das nanoestruturas de carbono está a possibilidade de trabalhar com uma área específica maior (quociente entre área e volume) e a garantia de misturas homogêneas, pois os grafenos são estruturas complexas que contém apenas átomos de carbono. Os grafenos são moléculas bidimensionais, mas também podem ser encontrados na forma de nanotubos, quando agrupados em formato cilíndrico.

Entre as aplicações dos grafenos estão os nanocompósitos, que são misturas de grafenos com outros elementos, visando atribuir outras características aos materiais. Um plástico, por exemplo, quando misturado com grafeno, torna-se mais resistente e conduz mais energia elétrica e térmica; os grãos de cimento, se acrescentados de grafenos, ficam mais resistentes, evitando, por exemplo, a necessidade de vigas de ferro.

Por serem transparentes e bons condutores de calor, os grafenos estão sendo usados para a fabricação de displays para dispositivos eletrônicos, substituindo os materiais atuais feitos com óxido de índio-estanho, mais caros e menos flexíveis.

O grande problema é como conseguir essas nanoestruturas. Para se trabalhar com elas, é necessária uma quantidade muito grande desse material, que não é fácil de obter. Alguns dos métodos utilizados atualmente são a vaporização do grafite com lasers de alta intensidade e a centrifugação dos materiais com aparelhos semelhantes a liquidificadores.

Centro de Tecnologia na UFMG

Acreditando no potencial de aplicação do grafeno na indústria, um grupo da UFMG se dedica, desde 1998, a estudos envolvendo este elemento. Porém, mais recentemente, um grupo de professores, envolvendo Marcos Pimenta, criaram o Centro de Tecnologia em Nanotubos de Carbono e Grafeno (CTNanotubos) com o propósito de apresentar nas indústrias possibilidades de aplicação do grafeno descobertas em laboratório.

"Uma coisa é fazer um experimento em laboratório e mostrar que uma coisa funciona bem, mas a indústria não quer saber isso", afirmou Pimenta, coordenador do CTNanotubos, afirmando que as indústrias precisam saber se a produção será viável e se terá retorno. "O compromisso da academia é fazer artigos de qualidade, mas para passar esse conhecimento para a indústria é necessária uma ponte.

Desde que foi fundada, em 2010, o CTNanotubos já conseguiu R$ 42,3 milhões em investimentos de empresas como Petrobras, Super-Gesso, Cemig e Intercement.

Pimenta afirma que o centro, que funciona em um prédio provisório desde 2015, poderá ajudar a gerar produtos de qualidade, mão de obra qualificada e emprego. "A ideia é trabalhar na intersecção entre academia, indústria e agências de fomento."

(Samil Chalupe para NABC)



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