Luiz Orlando Ladeira

Eficiente, simples e barato

Um dos desafios na produção de nanomateriais é manter os nanotubos de carbono dispersos entre si, mas aderidos à matriz do compósito para que não percam suas qualidades mecânicas e de condutividade especiais. Apesar de ter obtido sucesso na síntese do novo material, Luiz Orlando Ladeira diz que estudos paralelos sobre o problema ainda estão em curso no laboratório coordenado por ele.

Foto: Foca Lisboa

Luiz Orlando: desempenho e baixo custo em um mesmo material

Como obteve esse novo nanocompóstito?

Luiz Orlando – O crescimento de nanotubos de carbono é o resultado da termodecomposição em altas temperaturas de gases contendo carbono. São os casos do metano, etileno ou de outros hidrocarbonetos leves sobre nanopartículas de metais de transição como ferro, cobalto ou níquel. Tais nanopartículas catalisam a termodecomposição desses gases, gerando, assim, uma fonte local de produção de carbono e induzindo o crescimento dos nanotubos de carbono. Em geral, estas nanopartículas precisam estar ancoradas a um suporte termicamente estável em altas temperaturas para atuar como agente catalítico dessa reação de pirólise.

O clínquer, componente básico do cimento, é o resultado da calcinação da argila e calcário em temperaturas que beiram 1400oC. É uma mistura de óxidos, silicatos e aluminatos de cálcio de alta estabilidade térmica. Esse material é moído em um particulado fino e, com a adição de gesso, se transforma no cimento Portland convencional. Como o clínquer de cimento é resultante de processo de calcinação em altas temperaturas, torna-se um bom suporte para ancoramento de nanopartículas de metais de transição. A partir de um novo processo de produção desse nanocompósito cimento-nanotubos de carbono, conseguimos, de modo simples e com baixo custo, enriquecer o clínquer de cimento. O mais importante é que tal processo pode ser incorporado à indústria de cimento convencional, permitindo, portanto, uma produção em larga escala.

Quais outros estudos sobre o nanocompósito estão em curso?

Luiz Orlando – Paralelamente à produção desse nanocompósito, o Laboratório de Nanomateriais da UFMG está desenvolvendo pesquisas relacionadas à interação e dispersão de nanotubos de carbono e às fases hidratadas do cimento no processo de cura. Isso porque o ganho de propriedades mecânicas desse nanocompósito depende diretamente das duas variáveis. Investigações sobre modificações superficiais dos nanotubos de carbono no nanocompósito, por meio do uso de compostos organosilanos, substâncias tensoativas e superplastificantes, estão sendo conduzidas de modo a aumentar sua dispersão e interação com as fases do cimento quando de sua hidratação e cura. A literatura técnica sobre o assunto prevê que uma interação íntima em escala nanoscópica de nanotubos de carbono e fases hidratadas do cimento podem produzir materiais de cimento e concreto de alta resistência – acima de 200 MPa. Além disso, nanotubos de carbono dispersos na matriz de cimento induzem uma melhor hidratação do material por efeitos de nanocapilaridade com a redução de sua porosidade.