Pesquisadores japoneses desenvolvem nanomateriais moldáveis a calor

Pesquisadores da Universidade de Osaka, no Japão, alcançaram um avanço significativo ao desenvolver uma técnica para moldar agregados de nanopartículas usando calor. Essa inovação, que foi detalhada na publicação Science Advances, permite que as nanopartículas, especificamente as nanofibras de celulose derivadas da polpa de madeira, sejam moldadas sem perder suas propriedades fundamentais.

Os agregados de nanopartículas, que medem entre 1 e 100 nanômetros, são conhecidos por sua alta resistência mecânica e condutividade térmica. Contudo, até agora, esses materiais não podiam ser moldados termicamente sem comprometer sua estrutura. A equipe liderada por Shun Ishioka introduziu grupos aniônicos na superfície das nanofibras de celulose, emparelhando-os com cátions de um líquido iônico, um tipo de sal que permanece líquido abaixo de 100°C.

Durante o processo de aquecimento, os agregados de CNFs se expandiram significativamente, mantendo a forma e a estrutura cristalina das partículas. De acordo com Ishioka, esta é a primeira vez que agregados de nanopartículas foram termoformados sem perder suas características essenciais. Os materiais resultantes apresentam alta resistência e baixa expansividade térmica em condições ambientes, diferindo dos termoplásticos convencionais.

Tsuguyuki Saito, coautor do estudo, destacou que a estratégia também foi aplicada com sucesso a nanopartículas de carbono bidimensionais, como o óxido de grafeno. Isso sugere que a técnica pode ser adaptada para outros sistemas, ampliando as aplicações potenciais dos nanomateriais, que podem substituir plásticos convencionais à base de petróleo ou metal.

O estudo destaca a possibilidade de ajustar as propriedades mecânicas e térmicas dos agregados de nanopartículas ao introduzir íons em suas superfícies, expandindo as possibilidades de uso desses materiais em diferentes indústrias. A pesquisa representa um passo importante na busca por alternativas sustentáveis e eficientes aos materiais plásticos tradicionais, alinhando-se com tendências globais de inovação e sustentabilidade.