Eletrônica

Carvão pode ter usos de alta tecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica -  02/05/2016

Carvão não serve só para ser queimado: basta purificá-lo para que ele apresente propriedades sem paralelo. [Imagem: Jeffrey Grossman Lab/MIT]

Reabilitação do carvão

O carvão tem má-fama pela poluição gerada por sua queima, mas novas possibilidades de aplicação podem significar novas impressões.

O carvão é basicamente carbono, mas há diferenças enormes na sua forma de cristalização. Veja, por exemplo, o caso do grafite, dos nanotubos de carbono e do grafeno, todos igualmente carbono, mas cada um com suas próprias aplicações e potenciais futurísticos.

Brent Keller, do MIT, nos EUA, decidiu analisar o que poderia ser feito para recuperar o antecedente de má-fama de outros membros da família. Para isso, ele analisou as propriedades químicas, elétricas e ópticas de quatro tipos de carvão mineral, dentre as centenas conhecidas: antracito, linhito e dois tipos betuminosos.

O trabalho mostrou que basta gastar um pouco de esforço na purificação de cada tipo de carvão mineral para que ele revele seus verdadeiros valores, a maioria de alto potencial tecnológico. Na realidade, é o mesmo que acontece com o silício, que é o segundo elemento mais abundante na crosta da Terra, mas que não ocorre naturalmente com a pureza de 99,999% necessária para ser transformado em chips ou células solares.

Condutividade elétrica

Entre os vários aspectos interessantes revelados pelos minerais de carvão destaca-se uma ampla faixa de condutividades elétricas, que se espalha por várias ordens de magnitude - mais de 10 milhões de vezes de um ponto a outro da escala. Isto significa que um único tipo de carvão pode fornecer todas as propriedades elétricas necessárias para um componente eletrônico em particular.

Além disso, simplesmente ajustando a temperatura sob a qual o carvão é processado, é possível ajustar várias propriedades ópticas e elétricas do material para que ele atinja exatamente os valores desejados.

Para demonstrar esse potencial, Keller usou suas amostras, na forma de filmes finos feitos a partir do pó de cada tipo de carvão, para criar um pequeno dispositivo de aquecimento que poderia ser usado diretamente para desembaçar janelas de automóveis ou evitar a formação de gelo nas asas dos aviões, ou mesmo como parte de um implante biomédico.

Com base nas características do material e dos resultados do teste prático, os pesquisadores afirmam que o carvão pode ser usado em aplicações que vão de painéis solares e baterias até componentes eletrônicos para computadores. Para isso, basta que os cientistas dos materiais olhem para o carvão com outros olhos.

Bibliografia:

Rethinking Coal: Thin Films of Solution Processed Natural Carbon Nanoparticles for Electronic Devices
Brent D. Keller, Nicola Ferralis, Jeffrey C. Grossman
Nano Letters
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04735