Aplicações de transporte
Uma das principais contribuições que a nanotecnologia pode fazer no setor de transportes são materiais compósitos mais leves e de alta resistência (“compósitos”) para a construção de aviões e automóveis.
Os compósitos são criados a partir de dois ou mais materiais com propriedades físicas ou químicas significativamente diferentes. Estas propriedades permanecem distintas dentro da estrutura acabada. A promessa de nanocompósitos é que eles serão mais leves e mais fortes do que outros tipos de compósitos amplamente utilizados.
Após décadas de pesquisa e desenvolvimento, os compósitos foram utilizados pela primeira vez na aviação civil quando a Boeing revelou seu avião 777 em meados da década de 1990. Até então, o alumínio e outros metais eram usados nas carrocerias dos aviões. Na próxima geração de aviões (por exemplo, o Boeing 787 Dreamliner), quase 50% do material em uso são compósitos.
Entre os principais candidatos para se tornarem os nanocompósitos preferidos estão Nanocompósitos à base de nanotubos de carbono e nanocompósitos de argila polimérica. Espera-se que os nanocompósitos ofereçam maior economia de combustível para a indústria aeroespacial devido ao seu peso mais leve (em níveis de resistência semelhantes ou melhores quando comparados aos dos materiais usados atualmente). A utilização de nanocompósitos também permite uma viagem mais confortável para os passageiros das companhias aéreas, uma vez que são possíveis níveis mais elevados de pressão e umidade na cabine; os compósitos sofrem menos que os metais com a fadiga e corrosão do material.
Alguns dos outros benefícios esperados do desenvolvimento da nanotecnologia para a indústria aeroespacial são revestimentos resistentes ao desgaste e à corrosão, revestimentos antigelo, pneus resistentes ao desgaste, melhor proteção contra raios, redes de sensores para monitorar a saúde dos veículos e melhor navegação e sistemas de comunicação.
No sector automóvel, o maior impulso é desenvolver alternativas aos motores a gasolina e diesel. Os pesquisadores estão estudando o armazenamento eficiente de hidrogênio em materiais nanoporosos que permitiriam carros movidos a hidrogênio. Outros benefícios nano-habilitados no setor automotivo incluem componentes leves e de alta resistência, polímeros pintáveis, tintas anti-incrustantes, revestimentos protetores de luz ultravioleta (UV), proteção contra corrosão e diodos orgânicos emissores de luz (LEDs) para iluminação de painéis e instrumentação.
Muitas aplicações de transporte usam material multifuncional. Embora a principal função da estrutura seja frequentemente a de suportar cargas, são desejáveis propriedades adicionais do material. Tais propriedades envolvem: características elétricas (condutoras ou isolantes); características térmicas (condutoras ou isolantes); efeitos na saúde (monitoramento, controle); detecção (variáveis físicas como estresse, tensão); reação aos efeitos ambientais (gelo, chuva, contaminantes); stealth (gerenciamento ou supressão de assinaturas de radar eletromagnéticas ou visíveis); e atuação.
