Fios elétricos de nanotubos de carbono viram realidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/09/2011

O próximo passo dos pesquisadores será aprimorar o processo de "tecelagem" dos nanotubos para criar cabos mais longos e mais grossos. [Imagem: Zhao et al./Nature]

Misto de fio e cabo

Os nanotubos de carbono já foram apresentados como o material que poderia viabilizar os elevadores espaciais e a transmissão ultra-eficiente de eletricidade, sem depender do aparato criogênico dossupercondutores.

Pelo menos esta última promessa agora está mais próxima da realidade.

Yao Zhao e seus colegas da Universidade de Rice, nos Estados Unidos, construíram o primeiro cabo de transmissão de energia feito inteiramente de nanotubos de carbono.

Embora individualmente sua eficiência na condução térmica e elétrica já tenha sido mais do que comprovada, transformar nanotubos em "macrotubos", para viabilizar sua utilização prática, não tem sido uma tarefa fácil.

• Nanotubos de carbono são produzidos em grandes dimensões

Os cientistas "teceram" os nanotubos em uma espécie de longa malha, criando um cabo condutor com tamanho suficiente para ser ligado a um circuito elétrico - tecnicamente o condutor é um misto entre um fio e um cabo.

Condutividade específica

Embora longe das possibilidades teóricas de um cabo feito com nanotubos de carbono perfeitos, o protótipo criado pelos cientistas apresenta a mesma eficiência de um cabo de cobre da mesma espessura - mas pesa 6 vezes menos.

A condutividade específica - a proporção condutividade/peso - do cabo supera metais como o cobre e a prata, perdendo apenas para o elemento com condutividade específica mais elevada que existe, o sódio.

Mesmo havendo muito espaço para melhorias, isto torna o cabo de nanotubos adequado para várias aplicações onde o peso é um elemento importante, como no interior de carros, aviões e satélites artificiais.

O protótipo possui apenas alguns centímetros de comprimento e foi usado para alimentar uma lâmpada.

O próximo passo dos pesquisadores será aprimorar o processo de "tecelagem" dos nanotubos para criar cabos mais longos e mais grossos.

Bibliografia:

Iodine doped carbon nanotube cables exceeding specific electrical conductivity of metals
Yao Zhao, Jinquan Wei, Robert Vajtai, Pulickel M. Ajayan, Enrique V. Barrera
Nature Physics
06 September 2011
Vol.: 1, Article number: 83
DOI: 10.1038/srep00083

Nanotubos funcionam como reatores químicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/09/2011

O nanotubo de carbono funciona não apenas como o reator, como também fornece um dos ingredientes para a reação. [Imagem: Caltech/Tod Pascal]

Nanorreatores

Nanotubos de carbono são pequenos canos, com diâmetros entre 1 e 2 nanômetros.

Os cientistas já sabem que as propriedades físicas e químicas das moléculas se alteram quando elas são inseridas dentro desses tubos - elas se comportam de forma diferente de uma molécula "livre".

Cientistas da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, resolveram tirar proveito dessa alteração de propriedade para transformar os nanotubos de carbono em reatores químicos em nanoescala.

Essa nova técnica para induzir reações químicas e sintetizar novas moléculas tem potencial para ser útil em um grande número de áreas, do desenvolvimento de novos medicamentos e produção de combustíveis renováveis, até a criação de novos mecanismos para armazenamento de dados.

Fitas de grafeno

No experimento, o nanotubo de carbono funcionou não apenas como o reator, mas também forneceu um dos ingredientes para a reação.

Átomos de enxofre se juntaram aos átomos de carbono para formar nanofitas de grafeno - basicamente um nanotubo desenrolado, com as bordas devidamente "alinhavadas" por átomos de enxofre.

"As nanofitas de grafeno têm uma série interessantíssima de propriedades físicas, o que as torna mais adequadas para aplicações na eletrônica e na spintrônica do que o grafeno puro," diz o Dr. Andrei Khlobystov, coordenador da pesquisa.

A aplicação mais imediata das nanofitas seria como chaves, atuadores etransistores, tudo em uma escala nanométrica, menores do que as dimensões obtidas com as técnicas de litografia atuais.

Bibliografia:

Self-assembly of a sulphur-terminated graphene nanoribbon within a single-walled carbon nanotube
A. Chuvilin, E. Bichoutskaia, M. C. Gimenez-Lopez, T. W. Chamberlain, G. A. Rance, N. Kuganathan, J. Biskupek, U. Kaiser, A. N. Khlobystov
Nature Materials
Vol.: 10, Pages: 687-692
DOI: 10.1038/nmat3082

Geradores de oxigênio implantáveis otimizam tratamento anticâncer

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/09/2011

Diagrama do gerador de oxigênio implantável, que reforça os efeitos da radioterapia e da quimioterapia.[Imagem: Birck Nanotechnology Center/Purdue University]

Radioterapia e quimioterapia

Há poucos dias, pesquisadores apresentaram o primeiro computador biológico capaz de ativar a apoptose - a chamada morte programada de uma célula - em células de câncer.

Agora, um outro grupo anunciou a criação de minúsculos geradores de oxigênio que poderão ser implantados diretamente nos tumores.

Ao gerar oxigênio localizadamente, eles podem otimizar o efeito da radioterapia e da quimioterapia.

Os tumores sólidos costumam ser "hipóxicos" no centro, ou seja, apresentarem um baixo nível de oxigênio. "Isto não é bom porque a radioterapia precisa de oxigênio para ser eficaz," explica o Dr. Babak Ziaie, da Universidade Purdue, nos Estados Unidos.

O Dr. Ziaie já havia criado uma etiqueta inteligente capaz de monitorar um tumor e transmitir informações para o computador do médico.

Gerador de oxigênio

O novo gerador de oxigênio implantável é um pequeno aparelho eletrônico que recebe sinais de ultrassom e usa a energia dessas ondas para gerar uma pequena corrente elétrica.

A eletricidade separa o oxigênio e o hidrogênio da água presente naturalmente no organismo - uma reação química chamada eletrólise - liberando os dois gases.

Os pequenos dispositivos foram testados em tumores pancreáticos em camundongos. Tanto os animais que receberam o implante quanto o grupo de controle receberam as aplicações de ultrassom.

Tratados com a quimioterapia tradicional, os que receberam o implante responderam ao tratamento de forma significativamente melhor, graças ao oxigênio gerado no ponto onde o elemento é mais necessário.

Agora que o conceito se mostrou eficaz, os cientistas querem miniaturizá-lo ainda mais e fabricá-lo em um desenho que facilite seu implante.

Bibliografia:

An Ultrasonically-Powered Implantable Micro Oxygen Generator (IMOG)
Teimour Maleki, Ning Cao, Seung Hyun Song, Song-Chu Ko, Babak Ziaie
Transactions on Biomedical Engineering
Vol.: PP, Issue: 99
DOI: 10.1109/TBME.2011.2163634