Convertendo polietileno em fibra de carbono

Via Scientific Computing | Traduzido e adaptado por Antônio Arapiraca

Materiais comuns, tais como o polietileno usado em sacos de plástico, podem ser transformados em algo muito mais valioso através de um processo que está sendo desenvolvido no Departamento de Energia do Oak Ridge National Laboratory (ORNL) nos EUA. Em artigo publicado no periódico Advanced Materials, uma equipe liderada por Amit Naskar, da divisão de Ciência dos Materiais e Tecnologia deste laboratório, descreve um método que permite não só a produção de fibra de carbono a partir de materiais comuns, mas também a capacidade de adaptar o produto final para aplicações específicas.


"Nossos resultados representam o que nós acreditamos que um dia vai proporcionar à indústria uma técnica flexível para a produção de fibras tecnologicamente inovadoras em configurações inumeráveis, como feixe de fibras ou conjuntos de novos materiais", disse Naskar.

Usando uma combinação de rotação multi-componentes de fibras e sua técnica de sulfonação, Naskar e seus colegas demonstraram que eles podem fazer polietileno a base de fibras com um contorno de superfície personalizada e manipular o diâmetro dos filamentos até a escala de submicrons. O processo de patente pendente também lhes permite ajustar a porosidade, tornando o material potencialmente útil para a catálise de filtração, e captação de energia eletroquímica.

Naskar observa que o processo de sulfonação permite uma grande flexibilidade e que as fibras de carbono exibem propriedades que são ditadas pelas condições de processamento. Para este projeto, os pesquisadores produziram fibras de carbono com geometria transversal única, de circular oca para engrenagem em forma usando um método multi-componente de extrusão e fusão da fibra baseado em fiação. As possibilidades são praticamente infinitas, de acordo com Naskar, que descreveu o processo.

"Nós mergulhamos o feixe de fibras em um ácido contendo um banho químico onde o mesmo reage e forma uma fibra preta que não vai derreter", disse Naskar. "É esta reação de sulfonação que transforma a fibra plástica em uma forma infusível. Nesta fase, a ligação de moléculas de plástico, e com posterior aquecimento, não pode derreter. A temperaturas muito elevadas, esta fibra retém principalmente carbono e todos os outros elementos volatilizam em gases diferente ou formas compostas" complementou o cientista.

Os pesquisadores também observaram que a descoberta representa um sucesso, já que buscam avanços em materiais leves que podem, entre outras coisas, ajudar as montadoras norte-americanas a produzir carros com cartacterísticas de design capazes de atingir mais milhas por galão, sem comprometer a segurança ou o conforto. E a matéria-prima, o que poderia vir a partir de sacos de mercearia de plástico, restos de tapetes de apoio e salvamento, é abundante e barata.

Outros autores do estudo intitulado "Patterned functional carbon fibers from polyethylene", são Marcus Hunt, Tomonori Saito e Rebecca Brown do ORNL e Kumbhar Amar, da Universidade de Chapel Hill, Carolina do Norte Analítica e Laboratório de Nanofabricação. O artigo está publicado on-line aqui.

Para mais informações, visite http://science.energy.gov/