Semana Especial – Nanotubos de carbono

Os Nanotubos de Carbono (NTC) têm aplicações em diversas áreas: energia, eletrônica, construção civil, medicina e indústrias química e petroquímica. Recentes pesquisas indicam que a utilização dos Nanotubos de Carbono no cimento conferiria a esse maior durabilidade e resistência. Por ser um dos produtos consumido no planeta Terra, o desenvolvimento de um material duradouro, além de ser bom para a economia, traria benefícios também à natureza.

Os NTC são sintetizados a partir do grafeno, o material mais forte já encontrado, que consiste em uma folha de carbono densamente compactada. A folha de grafeno pode ser enrolada de diversas formas para obtenção de NTC e essas formas distintas geram propriedades diferentes. Os NTC podem ser de paredes simples, apenas uma folha de grafeno enrolado sobre si mesma, ou os coaxais, com várias folhas de grafeno enroladas uma dentro da outra.

O concreto é o material construtivo mais empregado no mundo, isso porque sua matéria-prima é abundante e acessível em todas as partes do mundo. Com isso, busca-se melhorá-lo de forma a diminuir os aspectos que contribuem para a deterioração do material. Entre esses aspectos estão a retração (por carbonatação, térmica, hidráulica e autógena). A retração química ou autógena é caracterizada pela contração do volume que experimenta a água combinada quimicamente com o cimento. Quando se fala em retração no concreto, o seu efeito mais comum é o aparecimento de fissuras e trincas.

 

A adição de nanotubos proporciona um aumento na resistência à tração e à compressão, além de diminuir a retração autógena, já que os nanotubos de carbono funcionariam como pontes entre os poros e as pequenas fissuras. Assim, com a diminuição dos poros o concreto se tornaria menos permeável, tornando-se mais resistentes também á reações químicas e às retrações de volume que degradam o material cimentício. No entanto, esse processo de adição de NTC em concreto enfrenta um obstáculo comercial. A grama do nanotubo é vendida a R$ 60, 00, isso tornaria a mistura até cem vezes mais cara do que o cimento convencional. Enquanto o saco de cimento desse material custaria R$15.000,00 o saco de cimento comum custaria R$150,00.

Imagem de microscopia eletrônica de varredura do supercimento: os nanotubos de carbono entrelaçam as partículas do clínquer de cimento (foto: Luiz O. Ladeira)

Todavia, recentemente o professor Luiz Orlando Ladeira da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) conseguiu adicionar nanotubos de carbono à matéria-prima do cimento – o clínquer –, por meio de um novo processo que pode ser incorporado à indústria tradicional do produto, tornando a produção em larga escala possível e viável.

Marcos Pimenta é coordenador do projeto que prevê a criação do Centro de Tecnologia em Nanotubos (CTNanotubos) na capital mineira, Belo Horizonte. A proposta, orçada em R$ 30 milhões, prevê construção de módulo de pelo menos três mil metros quadrados e será a primeira do gênero no Brasil. O objetivo, segundo Pimenta, é que cinco anos após a instalação do CTNanotubos, o Brasil atinja a capacidade industrial para produzir até três toneladas de nanotubos de carbono ao ano.

Muitos outros usos para esse material ainda serão descobertos ou inventados até que a produção em escala industrial se torne realidade. Em termos de ciência de materiais, o nanotubo de carbono é um assunto muito pesquisado e discutido nos últimos anos, e cada vez mais descobre-se novidades sobre o material e com isso novas aplicações.

Fontes: Tecmundo, Site UNICAMP, Site UFMG

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3 comentários sobre “Semana Especial – Nanotubos de carbono

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