Logomarca da 8 a Conferência Internacional sobre Ciência e Aplicação de Nanotubos, realizada em Ouro Preto (MG), de 24 a 29 de junho. (Imagem extraída de www.nt07.org).

Minúsculas estruturas cilíndricas de carbono puro, os nanotubos de carbono podem ser obtidos por meio de três processos. Aplicação de laser de alta potência e geração de curto-circuito em uma barra de grafite, e decomposição de hidrocarbonetos (compostos formados unicamente de hidrogênio e carbono) sobre partículas metálicas. Os dois primeiros levam à vaporização do grafite, e o material então se organiza espontaneamente sob a forma de tubos. A obtenção dos nanotubos pelo terceiro processo deve ocorrer na ausência de oxigênio, para que o carbono não se perca na forma de gás carbônico.

O mais novo produto tecnológico da área, apresentado na conferência de Ouro Preto, é o grafeno, estrutura semelhante ao nanotubo de carbono, mas disposta na forma de uma folha de grafite, como um mar de elétrons. Embora tenha sido criado em 2004, ainda é pouco conhecido. Sua forma bidimensional garante propriedades exclusivas. Segundo o coordenador do evento, o físico Marcos Pimenta, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), o grafeno permitirá diversas aplicações no campo da eletrônica em futuro próximo.

Em entrevista concedida à CH On-line , Pimenta destacou três importantes campos de pesquisa com nanotubos de carbono: o estudo químico das estruturas nanométricas, suas aplicações biomédicas e seu emprego na área de eletrônica. No que diz respeito ao primeiro campo, os estudos se voltam para a produção de materiais constituídos de plástico, resina ou cerâmica associados a nanotubos de carbono. Os pesquisadores procuram desenvolver técnicas para alterar propriedades da superfície do carbono, de modo a permitir que moléculas de outros materiais possam aderir às paredes dos nanotubos.

As fibrilas das patas das lagartixas permitem intensa adesão, suficiente para que o animal caminhe de cabeça para baixo, sustentando o peso de seu corpo. Com base nessas estruturas, o físico indiano Pulickel Ajayan, do Instituto Politécnico de Rensselaer, Estados Unidos, apresentou, durante a conferência de Ouro Preto, nanotubos de carbono com grande capacidade de adesão superficial (no detalhe, imagem obtida por microscopia eletrônica de varredura). (Imagens cedidas pela Universidade de Akron, Estados Unidos).

No âmbito das aplicações biomédicas, o emprego de nanotubos de carbono permite estudar processos que ocorrem no interior de células, a partir da injeção de material no citoplasma. Nessa área, pretende-se viabilizar a liberação controlada de fármacos por meio dessas estruturas. Durante o encontro de Ouro Preto o físico Rodrigo Lacerda, da UFMG, apresentou seu estudo relacionado com o desenvolvimento de técnicas de reconstituição de tecidos vivos.

A terceira grande promessa da tecnologia dos nanotubos de carbono, talvez a mais conhecida, está no campo da física. Pimenta disse que essa é a área em que os estudos estão menos avançados, mas na qual as aplicações são as mais promissoras. “Em eletrônica, os nanotubos servem de material condutor, podendo, portanto, constituir componentes como transistores e diodos de proporções nanométricas”, afirmou.

Além da eletrônica, duas outras áreas podem se beneficiar do novo material. “Na fotônica, o uso de nanotubos permite transformar energia elétrica em luz e vice-versa”, contou o físico, que desenvolve trabalhos justamente nesse campo, sobre o comportamento de elétrons após a emissão de luz em material nanométrico. Outra área da física bastante interessada nos nanotubos de carbono é a spintrônica, que investiga a aplicação eletrônica dos compostos associada a propriedades magnéticas. “O principal uso que surge daí é o desenvolvimento de novos dispositivos de armazenamento de dados”, explicou Pimenta.