Claro, você deve ter visto as imagens dos primeiros computadores inventados. O tamanho desses computadores é dois e três. Por outro lado, os smartphones de hoje são máquinas poderosas que podem ser colocadas em nosso bolso. Se os PCs costumavam fazer cálculos colando cartões de papel, agora eles nos mantêm em contato com o mundo inteiro. Este exemplo ilustra como a tendência tecnológica é desenvolver produtos menores, mais leves e mais potentes. Porém, esse caminho é muito difícil e já passou por etapas que nem imaginamos, como a criação de materiais novos e espetaculares em laboratório.
Esse tipo de trabalho é realizado diariamente em universidades e laboratórios de todo o mundo. Nesses locais, os cientistas realizam pesquisas nas mais diversas áreas, como buscando criar os materiais mais leves. Este é o berço da chamada pistola de pulverização, o ingrediente mais leve do mundo e uma das esperanças dos cientistas para o futuro de produtos mais leves, limpos e ainda mais poderosos. Em seguida, procure conhecê-lo.
Aerografite. O material mais leve já criado pelo homem
1. Disputa pelo posto de mais leve
Competir por um nível mais leve Em julho de 2012, a pistola de pulverização tornou-se mundialmente conhecida, quando cientistas das universidades de Kiel e Hamburgo anunciaram a criação deste material. Essa descoberta coloca outros competidores de lado, esses competidores já lutam pelo título de atributo mais leve do planeta.
Surgiu o primeiro aerogel, um material leve e forte. Chegou a produzir outro produto, o ferrofluido – na aplicação prática de dispositivos eletrônicos mais do que se especulava anteriormente. Ambos são vencidos pela chamada micro-malha metálica, mas seu reinado dura pouco, pois agora é a vez da pistola.
Um centímetro cúbico de material pesa apenas 0,2 mg. Sua densidade é 5.000 vezes menor que a da água e acredito que seja seis vezes mais leve que o ar. Para entender a evolução trazida pelo aerografite , a densidade do antigo recordista era de 0,9 mg por centímetro cúbico. Em outras palavras, seu peso é mais de quatro vezes mais leve do que seu antecessor.
2. Do que é feito?
Para conseguir a forma final do material, os cientistas criaram um processo laborioso e criativo. Primeiro, eles escolhem pequenos cristais de óxido de zinco com um formato específico, usando apenas cristais com quatro pontas apontando para lados diferentes (por exemplo, eles se parecem com ouriços do mar).
Esses cristais são então colocados em um forno especial e revestidos com carbono. Isso é feito por meio de um processo denominado CVD ou “deposição química por vapor” (em português, “deposição química por vapor”).
Ao mesmo tempo, o hidrogênio também é inserido no forno. Isso é feito para roubar oxigênio do óxido de zinco. Portanto, o zinco cai para o fundo da estrutura, deixando apenas o “esqueleto” de carbono. Todo o processo é realizado a uma temperatura entre 760 e 900 graus Celsius.
3. Sua estrutura
Após concluir este trabalho, o aerografite exibirá uma estrutura física que pode ser vista por um poderoso microscópio eletrônico. Pela foto é possível ver os nanotubos de carbono que formam o material. Lá, você pode ver que a maior parte do corpo é composta de ar. Além disso, os nanotubos também são ocos, o que os torna mais leves. No entanto, isso não torna o material invisível.
A olho nu, a aparência da pistola de pulverização é uma pequena esponja preta. Isso destaca ainda outra característica do material: segundo estudiosos, ele absorve 95% da luz, resultando no “preto mais escuro”. Rainer Adelung, professor da Universidade Keele, tentou explicar a estrutura da pistola de pulverização de uma forma simplificada. Ele disse que, para visualizá-lo, é preciso primeiro imaginar que toda a árvore está cercada por uma enorme teia de aranha.
Depois de fazer isso, acredita-se que a planta foi retirada, restando apenas a estrutura criada pela aranha. Devido ao seu formato, a pistola pode ter uma superestrutura sem ser muito pesada. Além disso, existem outros fatores que tornam o emaranhamento de nanotubos de carbono muito inovador. O aerografite pode comprimir 95% do seu corpo e depois voltar ao tamanho normal.
Em alguns casos, ele pode ser comprimido a ponto de ficar cerca de mil vezes menor, voltando à forma original quando liberado. Além disso, ele também é forte – muito forte. Segundo os estudos realizados até agora, o material pode suportar até 40 mil vezes o próprio peso – 35 vezes mais capacidade do que o aerogel, por exemplo.
4. Possíveis aplicações
Segundo os seus desenvolvedores, o aerografite ainda precisa ser extremamente estudado para que as suas aplicações reais possam começar a serem estudadas. Contudo, eles também afirmam que o material pode vir a ser utilizado em uma gama gigantesca de produtos, pois o seu peso e resistência o tornam útil para os mais variados ramos. Há, contudo, campos em que o aerografite já é olhado com “mais carinho”.
5. Baterias mais poderosas
Uma das alternativas é o seu aproveitamento nas baterias de íon de lítio, cada vez mais utilizadas nos dias de hoje e presentes nos notebooks, smartphones e tablets, entre muitos outros tipos de equipamentos.
Por essas baterias contarem com as exigências de serem cada vez menores e mais potentes, um material como o aerografite vem bem a calhar. Isso porque além de extremamente leve e compacto, ele também é um excelente condutor elétrico, podendo se fazer presente nesse tipo de equipamento eletrônico.
Além dos pequenos dispositivos móveis, o seu uso também pode vir a alcançar outros aparelhos com baterias bem maiores, como os carros elétricos, por exemplo, que também demandam materiais compactos, leves e extremamente resistentes.
6. No ar e no espaço
Outro uso bastante possível para o aerografite é visto nos ramos da aviação e da exploração espacial. Aqui, inclusive, a sua capacidade de compressão e estrutura diferenciada são talvez mais importantes do que a sua quase que total ausência de peso.
A ideia de aproveitá-lo na construção de alguns equipamentos eletrônicos dos aviões e espaçonaves vem do fato de que esses aparelhos precisam suportar uma quantidade enorme de vibrações, algo que seria absorvido pelo aerografite. Isso garantiria mais resistência e confiabilidade aos eletrônicos.
7. Novos condutores
Além das baterias, vários outros tipos de equipamentos poderiam aproveitar muito bem as propriedades de condução de energia do aerografite. Aparelhos feitos de plástico, por exemplo, poderiam ter o material anexado à sua estrutura. Com isso, eles passariam a levar energia sem ganhar praticamente nenhum peso extra.
8. Água e ar bem mais limpos
A aplicação do aerografite não se faz somente no mundo da alta tecnologia. Um dos usos em que ele pode ser aplicado é na filtragem de água e do ar. Segundo os cientistas, o potencial do material para conseguir “segurar a sujeira” é extremamente alto, pois as partículas podem ficar presas nos nanotubos que constroem o aerografite.
De acordo com os estudos, ele age principalmente contra os poluentes mais persistentes. Além disso, ele também é hidrofóbico, ou seja, ele trabalha sempre repelindo a água. Com isso, se o carbono já é utilizado para esses fins, aqui teríamos resultados muito mais satisfatórios – e provavelmente uma água bem mais pura para bebermos.
9. Indo mais longe
Outras especulações sobre a aplicabilidade do aerografite vão mais longe, abrangendo usos que nem mesmo os seus desenvolvedores devem ter pensado ainda. Como as formas da estrutura dos nanocarbonos podem ser alteradas (durante o seu desenvolvimento) de acordo com as suas necessidades, muitas ideias vêm surgindo.
Uma delas seria o desenvolvimento de roupas e outros materiais impermeáveis, uma vez que, como dito acima, ele repele a água. Outros dizem que a sua resistência pode ser aproveitada na criação de materiais blindados e na criação de produtos à prova de balas mais eficientes que o kevlar.
E você, acredita que o aerografite pode ter um impacto realmente grande em nossas vidas. Em que você acha que ele pode ser melhor utilizado? Deixe o seu comentário!
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Fonte: Bussines Insider, Tec mundo
