Estudo desenvolve uso de bambu como substituto de fios elétricos

Estudo que abriu novos caminhos sustentáveis, foi desenvolvido pelo Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em parceira com a PUC-RIO.

Pesquisa do CNPEM em parceria com a PUC-RIO superou um desafio na fabricação de microcanais com alta condutividade elétrica e abre caminho para o uso em dispositivos eletrônicos e eletroquímicos.

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Pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas (SP), um dos maiores centros de produção científica do país, em parceria com o Centro Técnico Científico da PUC-Rio (CTC/PUC-RIO), uma das maiores referências de ensino no Brasil e no exterior. Desenvolveram um método que usa o bambu como matéria prima para substituir os fios elétricos. A técnica sustentável, foi batizada de “bambutrônica”.

O estudo acrescentou uma nova propriedade ao bambu, que foi alcançada fazendo dos complexos canais da sua estrutura vegetal natural, excelentes condutores elétricos. Além da sua conhecida propriedade de resistência mecânica, que já era aproveitada na indústria moveleira e pela construção civil. A descoberta da condutividade elétrica da matriz vegetal levou uma nova função a ser explorada. Agora também em circuitos eletrônicos tridimensionais, aquecedores microfluídicos e sensores integrados em casa sustentáveis e inteligentes.

Esse grande desafio tecnológico foi superado pelos pesquisadores Mathias Strauss e Murilo Santhiago do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) juntamente com Omar Ginoble Pandoli da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) e suas equipes financiadas pelo Instituto Serrapilheira que usaram a estrutura natural do bambu.

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O trabalho foi publicado como artigo no renomado Journal of Materials Chemistry A, da Royal Society of Chemistry.

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Descoberta

O bambu apresenta uma grande quantidade de microcanais da espessura de um fio de cabelo, que são perfeitamente alinhados. Os cientistas identificaram entre 40 a 60 microcanais a cada 1 centímetro da parede do colmo do bambu. Eles constituem o sistema vascular da planta que dá possibilidade do transporte de água e nutrientes acontecer. Esta rede de microtubos (feixes vasculares) são necessários para a planta crescer rapidamente, podendo em algumas das espécies chegar até 1 metro por semana.

Com o uso de aprimorados equipamentos de microscopia eletrônica do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) foi possível mapear com precisão toda a estrutura do bambu e se abriu possibilidades de usá-las para construir circuitos elétricos e dispositivos eletroquímicos integrados.

Grandes vantagens

Uma das principais vantagens do bambu para construir esses circuitos elétricos é devido ao enorme custo e dificuldade de se utilizar os meios convencionais da indústria na fabricação de microestruturas com este arranjo e dessa dimensão micrometrica. O recobrimento metálico é muito fino (10-15 µm), cerca de dez vezes menor que o diâmetro dos canais, resultando em um material extremamente leve e condutor.

Outra vantagem significativa e importante do uso do bambu é a escalabilidade na produção de produtos tecnológicos e sustentáveis. Pelo bambu se desenvolver com muita rapidez e facilidade nos países tropicais, a maioria das economias em desenvolvimento poderiam explorar. Tendo vantagem competitiva com esta nova tecnologia nas áreas de energia, materiais inteligentes e educação.

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