{"id":21912,"date":"2020-02-28T20:15:21","date_gmt":"2020-02-28T20:15:21","guid":{"rendered":"https:\/\/cnpem.staging.wpengine.com\/?p=21912"},"modified":"2026-03-02T15:59:44","modified_gmt":"2026-03-02T18:59:44","slug":"bambutronica-estrutura-de-canais-de-bambu-pode-ser-usada-em-microcircuitos-eletricos-e-eletroquimicos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/bambutronica-estrutura-de-canais-de-bambu-pode-ser-usada-em-microcircuitos-eletricos-e-eletroquimicos\/","title":{"rendered":"Bambutr\u00f4nica: Estrutura de canais de bambu pode ser usada em microcircuitos el\u00e9tricos e eletroqu\u00edmicos"},"content":{"rendered":"

Assessoria de Comunica\u00e7\u00e3o em 28\/02\/2020<\/em><\/p>\n

Pesquisa do CNPEM em parceria com a PUC-RIO superou um desafio na fabrica\u00e7\u00e3o de microcanais com alta condutividade el\u00e9trica e abre caminho para o uso em dispositivos eletr\u00f4nicos e eletroqu\u00edmicos<\/em><\/p>\n

Imagine se uma l\u00e2mina de bambu pudesse ser transformada em dispositivos el\u00e9tricos ou eletroqu\u00edmicos. Instalar microcircuitos integrados capazes de acender luzes, atuar como sensores, e aquecer \u00e1gua ou outros l\u00edquidos.<\/p>\n

Este estudo adicionou uma nova propriedade ao bambu que foi atingida deixando os canais da sua complexa estrutura vegetal arquitetada pela natureza excelentes condutores el\u00e9tricos. Assim, al\u00e9m da sua conhecida resist\u00eancia mec\u00e2nica, j\u00e1 aproveitada na constru\u00e7\u00e3o civil e ind\u00fastria moveleira, a condutividade el\u00e9trica da matriz vegetal trouxe uma nova fun\u00e7\u00e3o a ser explorada em circuitos eletr\u00f4nicos tridimensionais, aquecedores microflu\u00eddicos e sensores integrados em casas inteligentes e sustent\u00e1veis.<\/p>\n

O desafio tecnol\u00f3gico foi superado pelos pesquisadores Mathias Strauss e Murilo Santhiago do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) e Omar Ginoble Pandoli da Pontif\u00edcia Universidade Cat\u00f3lica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) e suas equipes financiadas pelo Instituto Serrapilheira usando a estrutura natural do bambu, e acaba de ser publicado como artigo no renomado Journal of Materials Chemistry A, da Royal Society of Chemistry (RSC) (https:\/\/doi.org\/10.1039\/C9TA13069A<\/a>).<\/p>\n

\"\"<\/a>

Dispositivo eletr\u00f4nico tridimensional usando o bambu (Divulga\u00e7\u00e3o: CNPEM)<\/p><\/div>\n

Os cientistas observaram que o bambu apresenta uma grande quantidade de microcanais da espessura de um fio de cabelo, perfeitamente alinhados. Foi poss\u00edvel identificar entre 40 a 60 destes microcanais a cada 1 cent\u00edmetro da parede do colmo do bambu. Esses microcanais constituem o sistema vascular da planta que permite o transporte de \u00e1gua e nutrientes para toda a planta. Esta rede de microtubos (feixes vasculares) s\u00e3o necess\u00e1rios para a planta crescer rapidamente, em algumas \u00a0das esp\u00e9cies at\u00e9 1 metro por semana.<\/p>\n

O uso de sofisticados equipamentos de microscopia eletr\u00f4nica do Laborat\u00f3rio Nacional de Nanotecnologia (LNNano) permitiu mapear com precis\u00e3o toda a estrutura e abriu possibilidades de us\u00e1-las para construir circuitos el\u00e9tricos e dispositivos eletroqu\u00edmicos integrados.<\/p>\n

Os microcanais do bambu foram revestidos internamente com uma tinta met\u00e1lica, conhecida pela alta condutividade el\u00e9trica, por um processo simples que mant\u00e9m os canais desobstru\u00eddos para a passagem de l\u00edquidos e incorpora\u00e7\u00e3o de outros nanomateriais (Figura 1).<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Fig. 1<\/strong> Microtomografia de raios X obtida antes (a) e ap\u00f3s (b) o recobrimento das paredes do canal com uma tinta met\u00e1lica coloidal<\/em><\/p>\n

Ap\u00f3s esta modifica\u00e7\u00e3o os microcanais passaram a conduzir com efici\u00eancia a eletricidade, bem como permite fluir l\u00edquidos atrav\u00e9s dos mesmos j\u00e1 que permanecem ainda abertos e ocos. Esse arranjo permitiu, por exemplo, us\u00e1-lo como um aquecedor microflu\u00eddico perfeitamente integrado \u00e0 estrutura natural do bambu. Ajustando a corrente el\u00e9trica que passa pelo interior do bambu foi poss\u00edvel aquecer a \u00e1gua a mais de 50 o<\/sup>C.<\/p>\n

A integra\u00e7\u00e3o de um material condutor nos feixes vasculares do bambu permitiu tamb\u00e9m tirar proveito para outras aplica\u00e7\u00f5es, como usar os microcanais condutores para construir um sistema integrado de microssensores eletroqu\u00edmicos e circuitos el\u00e9tricos dos mais variados tipos.<\/p>\n

 <\/p>\n

Vantagens<\/strong><\/p>\n

Entre as principais vantagens de se aproveitar do bambu para construir esses circuitos el\u00e9tricos \u00e9 a enorme dificuldade e custo de se usar meios convencionais da ind\u00fastria para fabricar microestruturas com este arranjo e dessa dimens\u00e3o micrometrica. O recobrimento met\u00e1lico \u00e9 muito fino (10-15 \u00b5m), aproximadamente dez vezes menor que o di\u00e2metro dos canais, resultando em um material extremamente leve e condutor.<\/p>\n

Outra vantagem importante do uso do bambu \u00e9 a escalabilidade na produ\u00e7\u00e3o de produtos tecnol\u00f3gicos e sustent\u00e1veis. O bambu se desenvolve com muita rapidez e facilidade nos pa\u00edses tropicais, e por isto a maioria das economias em desenvolvimento poderiam explorar com vantagem competitiva esta nova tecnologia nas \u00e1reas energia, materiais inteligentes e educa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

A metodologia de fabrica\u00e7\u00e3o e os dispositivos derivados dessa tecnologia foram patenteados com recurso da FAPERJ e do Instituto Serrapilheira, com intermedia\u00e7\u00e3o da Ag\u00eancia de Inova\u00e7\u00e3o da PUC-RIO e da \u00e1rea de inova\u00e7\u00e3o da Unidade Embrapii Biomassa, do CNPEM.<\/p>\n

 <\/p>\n

Sobre o CNPEM<\/strong><\/p>\n

O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) \u00e9 uma organiza\u00e7\u00e3o social supervisionada pelo Minist\u00e9rio da Ci\u00eancia, Tecnologia e Inova\u00e7\u00f5es e Comunica\u00e7\u00f5es (MCTIC). Localizado em Campinas-SP, possui quatro laborat\u00f3rios refer\u00eancias mundiais e abertos \u00e0 comunidade cient\u00edfica e empresarial. O Laborat\u00f3rio Nacional de Luz S\u00edncrotron (LNLS) opera a \u00fanica fonte de luz S\u00edncrotron da Am\u00e9rica Latina e est\u00e1, nesse momento, envolvido no desenvolvimento do Sirius, o novo acelerador brasileiro, de quarta gera\u00e7\u00e3o, para an\u00e1lise dos mais diversos tipos de materiais, org\u00e2nicos e inorg\u00e2nicos; o Laborat\u00f3rio Nacional de Bioci\u00eancias (LNBio) promove pesquisa e inova\u00e7\u00e3o nas \u00e1reas de sa\u00fade e biotecnologia, com foco na descoberta de novos f\u00e1rmacos e mecanismos de doen\u00e7as; o Laborat\u00f3rio Nacional de Biorrenov\u00e1veis (LNBR) investiga novas tecnologias para a produ\u00e7\u00e3o de etanol celul\u00f3sico; e o Laborat\u00f3rio Nacional de Nanotecnologia (LNNano) realiza pesquisas com materiais avan\u00e7ados, com grande potencial econ\u00f4mico para o pa\u00eds. Os quatro Laborat\u00f3rios t\u00eam, ainda, projetos pr\u00f3prios de pesquisa e participam da agenda transversal de investiga\u00e7\u00e3o coordenada pelo CNPEM, que articula instala\u00e7\u00f5es e compet\u00eancias cient\u00edficas em torno de temas estrat\u00e9gicos.<\/p>\n

 <\/p>\n

Sobre o Centro T\u00e9cnico Cient\u00edfico da PUC-Rio (CTC\/PUC-RIO)<\/strong><\/p>\n

O CTC\/PUC-Rio \u00e9 um dos quatro Centros da Pontif\u00edcia Universidade Cat\u00f3lica do Rio de Janeiro (PUC-RIO) e engloba dez cursos de gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia, Sistemas de Informa\u00e7\u00e3o, Ci\u00eancia da Computa\u00e7\u00e3o, e tamb\u00e9m os bacharelados em Qu\u00edmica, Matem\u00e1tica e F\u00edsica. Na p\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o, al\u00e9m dos tradicionais mestrados e doutorados acad\u00eamicos, o CTC oferece ainda o Mestrado em Metrologia, Qualidade, Inova\u00e7\u00e3o e Sustentabilidade (P\u00f3s MQI) e os Mestrados Profissionais em Engenharia Urbana e Ambiental e o de Log\u00edstica. De acordo com os resultados da \u00faltima avalia\u00e7\u00e3o CAPES (2013-2016), dos 12 programas do CTC avaliados, cinco conquistaram nota m\u00e1xima e outros tr\u00eas ficaram apenas um ponto abaixo, confirmando a PUC-Rio como refer\u00eancia de qualidade de ensino no Brasil e no exterior. Ao todo, o CTC\/PUC-Rio agrega cerca de 5 mil alunos, 140 laborat\u00f3rios de ponta e aproximadamente 300 professores, a maioria de tempo integral e com doutorado no exterior. Ci\u00eancia, tecnologia e inova\u00e7\u00e3o est\u00e3o presentes no dia a dia de todas as atividades do CTC, que tem como meta principal oferecer \u00e0 sociedade brasileira forma\u00e7\u00e3o de excel\u00eancia em recursos humanos, al\u00e9m de pesquisas e solu\u00e7\u00f5es de n\u00edvel internacional, equiparando-se \u00e0s melhores universidades do mundo.<\/p>\n

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