La ricerca sviluppa l'uso del bambù come sostituto dei cavi elettrici

Uno studio che ha aperto nuove strade sostenibili è stato sviluppato dal Centro Nazionale per la Ricerca in Energia e Materiali (CNPEM), in collaborazione con PUC-RIO.

La ricerca del CNPEM in collaborazione con PUC-RIO ha superato una sfida nella produzione di microcanali ad alta conduttività elettrica e apre la strada all'uso in dispositivi elettronici ed elettrochimici.

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Ricercatori presso il Centro Nazionale per la Ricerca in Energia e Materiali (CNPEM), a Campinas (SP), uno dei più grandi centri di produzione scientifica del Paese, in collaborazione con il Centro Tecnico Scientifico di PUC-Rio (CTC/PUC-RIO ), uno dei maggiori riferimenti didattici in Brasile e all'estero. Hanno sviluppato un metodo che utilizza il bambù come materia prima per sostituire i cavi elettrici. La tecnica sostenibile si chiamava “bambotrônica”.
Lo studio ha aggiunto una nuova proprietà al bambù, ottenuta rendendo i complessi canali della sua struttura vegetale naturale ottimi conduttori elettrici. Oltre alla sua ben nota proprietà di resistenza meccanica, già utilizzata nell'industria del mobile e nell'edilizia civile. La scoperta della conducibilità elettrica della matrice vegetale ha portato ad una nuova funzione da esplorare. Ora anche in circuiti elettronici tridimensionali, riscaldatori microfluidici e sensori integrati nella casa sostenibile e intelligente.

Questa grande sfida tecnologica è stata vinta dai ricercatori Mathias Strauss e Murilo Santhiago del Centro Nazionale per la Ricerca in Energia e Materiali (CNPEM) insieme a Omar Ginoble Pandoli della Pontificia Università Cattolica di Rio de Janeiro (PUC-Rio) e i loro team finanziati da l'Istituto Serrapilheira, che ha utilizzato la struttura naturale del bambù.

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Il lavoro è stato pubblicato come articolo nel rinomato Journal of Materials Chemistry A, della Royal Society of Chemistry.

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Scoperta

Il bambù ha un gran numero di microcanali dello spessore di un capello, che sono perfettamente allineati. Gli scienziati hanno identificato da 40 a 60 microcanali per ogni centimetro del muro del culmo di bambù. Costituiscono il sistema vascolare della pianta che permette il trasporto di acqua e sostanze nutritive. Questa rete di microtubi (fasci vascolari) è necessaria affinché la pianta cresca rapidamente e in alcune specie può raggiungere fino a 1 metro a settimana.

Con l'uso delle migliori apparecchiature di microscopia elettronica del National Nanotechnology Laboratory (LNNano), è stato possibile mappare con precisione l'intera struttura del bambù e aprire la possibilità di utilizzarle per costruire circuiti elettrici e dispositivi elettrochimici integrati.

 

grandi vantaggi

Uno dei principali vantaggi del bambù per la realizzazione di questi circuiti elettrici è dovuto all'enorme costo e difficoltà di utilizzare i mezzi convenzionali dell'industria nella fabbricazione di microstrutture con questa disposizione e questa dimensione micrometrica. Il rivestimento metallico è molto sottile (10-15 µm), circa dieci volte più piccolo del diametro dei canali, risultando un materiale estremamente leggero e conduttivo.

Un altro vantaggio significativo e importante dell'utilizzo del bambù è la scalabilità nella produzione di prodotti tecnologici e sostenibili. Poiché il bambù si sviluppa molto rapidamente e facilmente nei paesi tropicali, la maggior parte delle economie in via di sviluppo potrebbe sfruttare. Avere un vantaggio competitivo con questa nuova tecnologia nei settori dell'energia, dei materiali intelligenti e dell'istruzione.

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