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A microengrenagem tem uma resistência muito maior à abrasão do que uma peça feita com a mesma cerâmica, mas sem a adição de nanotubos. [Imagem: Malek et al./Materials Today]
Microfabricação
Engenheiros da Espanha e da Bélgica desenvolveram uma técnica que cria um novo uso para os nanotubos de carbono.
Os nanotubos agora podem ser usados para a fabricação de componentes mecânicos, por sua vez utilizados em uma nova geração de micros e nano-máquinas.
Enquanto a indústria eletrônica tem-se destacado pela miniaturização de componentes, reduzir o tamanho de sistemas mecânicos tem-se revelado muito mais problemático.
O desafio é que moldes de fundição, fresas, extrusoras e outras técnicas convencionais usadas para produzir peças em escala industrial não são úteis quando se trata de criar formas intricadas em microescala, a chamada microfabricação.
Eletroerosão
Uma técnica já bastante utilizada é a eletroerosão, ou usinagem por descarga elétrica - EDM (electrical discharge machining).
Partindo de um bloco inicial, uma espécie de faísca controlada de eletricidade é usada para arrancar o material indesejado, com precisão suficiente para criar formas complexas.
O problema é que este processo exige que o material usado para fabricar a peça seja eletricamente condutor, limitando o uso da eletroerosão em materiais cerâmicos, que são mais duros e resistentes.
Microengrenagens
Manuel Belmonte e seus colegas descobriram que essa deficiência da eletroerosão pode ser resolvida adicionando nanotubos de carbono ao nitreto de silício, o material cerâmico preferido para a construção de micromáquinas.
Os nanotubos aumentam a condutividade elétrica da cerâmica em 13 ordens de magnitude, permitindo o uso da EDM para fabricar microengrenagens, sem comprometer o tempo de produção ou a integridade da peça.
Os pesquisadores verificaram que, implantados dentro de uma cerâmica, os nanotubos de carbono formam uma rede condutora que reduz a resistência elétrica do material como um todo.
Aplicações emergentes
Um benefício adicional é que a peça resultante tem uma resistência muito maior à abrasão do que uma peça feita com a mesma cerâmica, mas sem a adição de nanotubos.
A equipe afirma que os novos materiais nanocompósitos terão uso em várias aplicações emergentes, incluindo microturbinas, microrreatores e bioimplantes.
Inovação Tecnológica