Perguntas técnicas frequentes

0. Sugestão para pesquisadores que estão começando a utilizar os nanomateriais :

As propriedades dos nanotubos de carbono “as grown”, funcionalizados e de poucas paredes podem variar significativamente. Da mesma forma, a suspensão aquosa de óxido de grafeno, óxido de grafeno liofilizado e o óxido de grafeno reduzido, apesar de serem estruturalmente semelhantes, apresentam propriedades bastante distintas.

Cada um desses materiais tem suas próprias vantagens e desvantagens, e a escolha do material mais adequado depende das necessidades específicas da aplicação.

Portanto, para um pesquisador que está explorando esses materiais, pode ser benéfico adquirir uma quantidade pequena de cada um deles para avaliar qual é o mais adequado para suas necessidades específicas. Isso permitirá uma comparação direta das propriedades e desempenho de cada material em seu contexto de aplicação específico. Em determinadas situações, pode ser benéfico combinar dois ou mais desses nanomateriais de carbono para tirar proveito das distintas características que cada um deles oferece.

1. Esclarecimentos sobre a utilização dos nanomateriais para reforço mecânico:

Tanto o óxido de grafeno quanto os nanotubos de carbono têm propriedades que podem melhorar o reforço mecânico de matrizes. No entanto, a escolha entre os dois depende da matriz a ser utilizada e das propriedades específicas desejadas para o material compósito final.

A incorporação de nanotubos de carbono em matrizes, seja polimérica, metálicas ou cerâmicas, pode conduzir à formação de compósitos com notável resistência mecânica e rigidez. Essas características são atribuídas às propriedades morfológicas e mecânicas dos nanotubos, como a grande razão de aspecto e a excepcional resistência à tração.

O óxido de grafeno, por sua vez, pode ser utilizado na fabricação de compósitos com propriedades mecânicas superiores, graças à sua elevada área superficial, que consequentemente aumenta sua reatividade química. Essas características conferem a este nanomaterial uma grande afinidade com determinadas matrizes (poliméricas, metálicas e cerâmicas), potencializando assim sua efetividade como componente para reforço estrutural.

Contudo, não é possível fazer uma comparação direta da eficácia do óxido de grafeno e dos nanotubos de carbono no reforço mecânico de matrizes. A efetividade do reforço proporcionado por esses nanomateriais é influenciada por diversos fatores, incluindo o método de processamento empregado e a interação entre o nanomaterial de carbono e a matriz.

2. Sugestão de procedimento para preparo de dispersões utilizando o óxido de grafeno liofilizado:

A dispersão do óxido de grafeno liofilizado pode ser feita facilmente em água através da utilização de ultrassom de banho ou de ponta. O mesmo procedimento pode ser feito para dissolver o material em solventes polares de baixa viscosidade. Quanto mais tempo o material fica no ultrassom, a tendência é o aumento de sua viscosidade.

A dispersão do óxido de grafeno liofilizada também pode ser realizada em polímeros ou líquidos mais viscosos (a depender da afinidade do material com a matriz polimérica). Nestes casos, sugerimos a utilização de moinho de rolos ou homogeneizador de alto cisalhamento.

3. Esclarecimentos sobre dispersões de nanotubos de carbono:

Nanotubos de carbono como crescidos possuem maior afinidade para serem dispersos em solventes apolares. O material possui, principalmente em altas concentrações, uma tendência à aglomeração devido à forte interação do tipo Van der Waals existente entre os nanotubos. Este fenômeno faz com que seja necessária a adoção de estratégias que aumentem a dispersabilidade e solubilidades dos nanotubos para determinadas aplicações, tal como o uso de surfactantes e a modificação química da superfície.

Devido a isso, a NanoView comercializa também os Nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados, que consistem nos nanotubos de carbonos como crescidos após passarem pelo processo de funcionalização (o caracteriza sua estrutura por grupos funcionais). Estes grupos alteram significativamente as propriedades do material, facilitando sua dispersão em diversos tipos de solventes, matrizes poliméricas, metálicas e cimentícias. No que tange a aplicação nos materiais compósitos supracitados, vale ressaltar que a grande dificuldade é a realização adequada da dispersão dos nanotubos nestas matrizes, pois isso afeta fortemente os ganhos obtidos nas propriedades de interesse. Em especial, os nanotubos de carbono funcionalizados tem maior afinidade com solventes polares (água, etanol, isopropílico).

Todavia, vale ressaltar que tanto o processo de funcionalização quanto a utilização surfactantes podem provocar a deterioração das propriedades físico-químicas dos nanotubos. Portanto, é necessária a realização de uma análise criteriosa, por parte do cliente, sobre a utilização de cada material em sua pesquisa e a avaliação da melhor estratégia de dispersão dos nanotubos para a aplicação de interesse.