Pesquisadores criam nanoestrutura de carbono mais forte que diamante
Os diamantes estão entre os materiais mais resistentes da Terra, graças à forma como os átomos de carbono se organizam. Agora, os pesquisadores descobriram uma maneira de criar uma nanoestrutura de carbono ainda mais forte.
Conforme relatado na Nature Communications, a equipe da Universidade da Califórnia, Irvine e outras instituições projetou com sucesso uma nanoestrutura de treliça com unidades repetidas organizadas em uma grade. Projetos anteriores concentraram-se em vigas cilíndricas para construir nanoestruturas similares. Este usa placas de células fechadas estreitamente conectadas que superam as redes baseadas em feixes em resistência e rigidez médias, 6,39 vezes e 5,22 vezes, respectivamente.
“Os cientistas previram que os nanolattices dispostos em um design baseado em placas seriam incrivelmente fortes”, disse o autor principal, Cameron Crook, estudante de graduação em ciência e engenharia de materiais. “Mas a dificuldade de fabricar estruturas dessa maneira significava que a teoria nunca foi comprovada, até que conseguimos fazê-lo.”
A criação dessa estrutura só foi possível com um sofisticado processo de impressão a laser 3D chamado litografia direta a laser de dois fótons. Eles começaram com uma resina líquida sensível à luz ultravioleta e depois a atingiram com um laser. Onde dois fótons se encontraram, o polímero se tornou um sólido. Dessa maneira, movendo o laser em três dimensões, eles foram capazes de criar um conjunto de placas regulares, cada uma com 160 nanômetros de espessura.
A abordagem da equipe é inovadora porque eles projetaram a estrutura com furos para que o excesso de resina pudesse ser drenado do material. A etapa final foi assar o material a 900°C para produzir uma estrutura de carbono com resistência incrível, especialmente para um material poroso.
“Quando você pega qualquer material e diminui drasticamente seu tamanho para 100 nanômetros, ele se aproxima de um cristal teórico sem poros ou rachaduras. Reduzir essas falhas aumenta a força geral do sistema”, disse Jens Bauer, pesquisador em engenharia mecânica e aeroespacial.
A equipe foi a primeira a fazer isso acontecer e a provar que o material é compatível com as previsões. No futuro, é possível que nanoestruturas como essas possam ser usadas na indústria aeroespacial devido à sua relação força/peso.
Texto: Adenilson Ramos
