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Graças a uma descoberta acidental, pesquisadores da Universidade da Colúmbia Britânica criaram um novo material superpreto que absorve quase toda a luz, abrindo potenciais aplicações em joias finas, células solares e dispositivos ópticos de precisão.
O professor Philip Evans e o aluno de doutorado Kenny Cheng estavam fazendo experimentos com plasma de alta energia para tornar a madeira mais repelente à água. No entanto, quando aplicaram a técnica às extremidades cortadas das células de madeira, as superfícies ficaram extremamente pretas.
Medições feitas pelo departamento de física e astronomia da Universidade Texas A&M confirmaram que o material refletiu menos de um por cento da luz visível, absorvendo quase toda a luz que o atingiu.
Em vez de descartar essa descoberta acidental, a equipe decidiu mudar seu foco para projetar materiais superpretos, contribuindo com uma nova abordagem para a busca pelos materiais mais escuros da Terra.
“O material ultrapreto ou superpreto pode absorver mais de 99 por cento da luz que o atinge — significativamente mais do que a tinta preta normal, que absorve cerca de 97,5 por cento da luz”, explicou o Dr. Evans, professor da faculdade de engenharia florestal e titular da Cátedra de Liderança em Tecnologia de Fabricação de Produtos Florestais Avançados da Colúmbia Britânica.
Materiais superpretos são cada vez mais procurados na astronomia, onde revestimentos ultrapretos em dispositivos ajudam a reduzir a luz difusa e melhorar a clareza da imagem. Revestimentos superpretos podem aumentar a eficiência de células solares. Eles também são usados na fabricação de peças de arte e itens de consumo de luxo, como relógios.
Os pesquisadores desenvolveram protótipos de produtos comerciais usando sua madeira superpreta, focando inicialmente em relógios e joias, com planos de explorar outras aplicações comerciais no futuro.
Madeira maravilha
A equipe nomeou e registrou sua descoberta como Nxylon (niks-uh-lon), em homenagem a Nyx, a deusa grega da noite, e xylon, a palavra grega para madeira.
O mais surpreendente é que o Nxylon permanece preto mesmo quando revestido com uma liga, como o revestimento de ouro aplicado à madeira para torná-la eletricamente condutiva o suficiente para ser vista e estudada usando um microscópio eletrônico. Isso ocorre porque a estrutura do Nxylon impede inerentemente que a luz escape em vez de depender de pigmentos pretos.
A equipe da UBC demonstrou que o Nxylon pode substituir madeiras pretas caras e raras, como ébano e jacarandá, em mostradores de relógios, e pode ser usado em joias para substituir a pedra preciosa preta ônix.
“A composição do Nxylon combina os benefícios dos materiais naturais com características estruturais únicas, tornando-o leve, rígido e fácil de cortar em formas complexas”, disse o Dr. Evans.
Feito de tília, uma árvore amplamente encontrada na América do Norte e valorizada para entalhes manuais, caixas, venezianas e instrumentos musicais, o Nxylon também pode usar outros tipos de madeira, como a tília europeia.
Dando nova vida à silvicultura
O Dr. Evans e seus colegas planejam lançar uma startup, a Nxylon Corporation of Canada, para ampliar as aplicações do Nxylon em colaboração com joalheiros, artistas e designers de produtos de tecnologia. Eles também planejam desenvolver um reator de plasma em escala comercial para produzir amostras maiores de madeira superpreta, adequadas para tetos e azulejos de parede não refletivos.
“Nxylon pode ser feito de materiais sustentáveis e renováveis amplamente encontrados na América do Norte e Europa, levando a novas aplicações para madeira. A indústria madeireira na Colúmbia Britânica é frequentemente vista como uma indústria em declínio focada em produtos de commodities — nossa pesquisa demonstra seu grande potencial inexplorado”, disse o Dr. Evans.
Outros pesquisadores que contribuíram para este trabalho incluem Vickie Ma, Dengcheng Feng e Sara Xu (todos da faculdade de silvicultura da UBC); Luke Schmidt (Texas A&M); e Mick Turner (Universidade Nacional Australiana).
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