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Nanotintas à base de grafeno podem ser usadas para imprimir microssupercapacitores

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Nanotintas à base de grafeno podem ser usadas para imprimir microssupercapacitores
Nanotintas à base de grafeno podem ser usadas para imprimir microssupercapacitores

Pesquisadores da Kansas State University, nos Estados Unidos, estão fabricando nanotintas à base de grafeno para que elas possam ser usadas na manufatura de microssupercapacitores na forma de eletrônicos flexíveis e que podem ser impressos.

O estudo chama atenção, em particular, porque além de apresentarem a maleabilidade bastante característica do grafeno, os microssupercapacitores criados pelos cientistas também seriam ecologicamente sustentáveis, segundo os especialistas por trás do experimento.

“Nosso método patenteado é simples e requer [o uso de] pouquíssima energia, portanto, é ecologicamente sustentável, não requer produtos químicos tóxicos e foi ampliado para produzir grafeno barato e de alta qualidade”, afirma Suprem Das, professor assistente de engenharia de sistemas industriais e de manufatura da instituição e um dos líderes do estudo, ao lado de outro pesquisador, o professor distinto de física, Christopher Sorensen.

Assim, de acordo com Das, seria possível fabricar os componentes de forma altamente escalável, e livre de produtos químicos tanto no processo de produção de grafeno quanto no processo de fabricação da nanotinta de grafeno.

Imagem mostra diversas pilhar para ilustrar a potência de supercapacitores baseados em grafeno
Supercapacitores estão sendo amplamente estudados por serem considerados uma alternativa possível às baterias. Crédito: Shutterstock

Superbaterias

Os supercapacitores estão, há algum tempo, sendo estudados como uma possibilidade para substituir baterias, porque eles podem ser carregados rapidamente – literalmente em segundos.

A proposta de Das e Sorensen é impulsionar ainda mais essa característica, fabricando microssupercapacitores que poderão ser usados na integração de circuitos eletrônicos em escala microscópica.

O método utilizado por Das para confecção dos circuitos com as nanotintas é conhecido como “fabricação aditiva”, ou “manufatura aditiva”, que é quando há a criação de objetos sólidos tridimensionais a partir de modelos digitais.

Em resumo, é o processo de sobrepor materiais, uma camada por cima de outra, com intuito de formar um determinado objeto – como acontece nas impressões 3D feitas.

“A manufatura aditiva é fascinante, econômica e tem considerações de design versáteis”, disse Das.

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A equipe desenvolveu sos microsupercapacitores que foram testados para 10 mil ciclos de carga e descarga, um número que eles consideram bastante eficiente para avaliar a confiabilidade dos dispositivos.

A equipe também estuda a versatilidade dos microssupercapacitores, imprimindo o material em superfícies flexíveis. Para isso, eles usaram substratos de plástico poli-imida de 20 micrômetros.

Esse material possui alta confiabilidade especialmente por conta de sua característica de aguentar altas temperaturas, sua alta resistência mecânica e resistência bastante elevada com relação a desgaste sob uso contínuo.

“Quando você pensa nos melhores materiais e deseja fazer os melhores dispositivos, não é algo simples e direto”, disse Das. “É preciso, então, entender a física e a química subjacentes envolvidas nesses dispositivos.”

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