Madeira superdura supera o aço e iguala titânio (Processing bulk natural wood into a high-performance structural material)

madeira

Supermadeira

Estes engenheiros da Universidade de Maryland, nos EUA, não estão rindo à toa.

Eles descobriram uma maneira de tornar a madeira mais de 10 vezes mais forte e mais resistente, criando uma substância natural que é mais forte do que o aço e até do que muitas ligas de titânio.

A madeira tratada com uma técnica simples em duas etapas é forte e resistente, uma combinação que não é geralmente encontrada na natureza – ela é tão forte como o aço, mas seis vezes mais leve.

É preciso 10 vezes mais energia para fraturar a supermadeira do que a madeira natural original, antes do tratamento – em termos técnicos, ela tem 10 vezes mais tenacidade, que é a resistência à tensão mecânica. Além disso, a madeira em lâminas pode ser dobrada e moldada no início do processo.

“Esta nova maneira de tratar a madeira torna-a 12 vezes mais forte do que a madeira natural e 10 vezes mais dura,” acentuou o professor Liangbing Hu. “Isso pode ser um concorrente para o aço ou até mesmo para ligas de titânio [porque] ela é tão forte e durável [quanto esse metais]. Também é comparável à fibra de carbono, mas muito mais barata.”

Como deixar a madeira superdura

“Nosso processo de duas etapas envolve a remoção parcial da lignina e da hemicelulose da madeira natural através de um processo de ebulição em uma mistura aquosa de NaOH [soda cáustica] e Na2SO3 [sulfito de sódio], seguida de prensagem a quente, levando ao colapso total das paredes celulares e à densificação completa da madeira natural, com as nanofibras de celulose [ficando] altamente alinhadas.

“Demonstramos que esta estratégia é universalmente eficaz para várias espécies de madeira. Nossa madeira processada tem uma força específica maior do que a maioria dos metais e ligas estruturais, tornando-se uma alternativa leve, de alto desempenho e de baixo custo,” explicaram Jianwei Song e seus colegas.

Os testes da supermadeira incluíram disparar sobre ela projéteis semelhantes a balas de armas de fogo. O projétil passou direto através da madeira natural, mas ficou encrustado na madeira tratada – ou seja, é essencialmente uma madeira à prova de balas.

Aplicações da supermadeira

Além de um substituto para o aço e algumas ligas, a madeira superforte poderá também aliviar a pressão para o cultivo e extração de madeiras mais nobres e mais duráveis.

“Madeiras macias, como o pinho ou a balsa, que crescem rapidamente e são mais amigáveis com o meio ambiente, poderão substituir bosques mais lentos, mas mais densos, como a teca, em móveis ou edifícios,” disse Hu.

“Esse tipo de madeira poderia ser usado em carros, aviões, edifícios – qualquer aplicação onde o aço é usado,” finalizou.

BibliografiaProcessing bulk natural wood into a high-performance structural material
Jianwei Song, Chaoji Chen, Shuze Zhu, Mingwei Zhu, Jiaqi Dai, Upamanyu Ray, Yiju Li, Yudi Kuang, Yongfeng Li, Nelson Quispe, Yonggang Yao, Amy Gong, Ulrich H. Leiste, Hugh A. Bruck, J. Y. Zhu, Azhar Vellore, Heng Li, Marilyn L. Minus, Zheng Jia, Ashlie Martini, Teng Li, Liangbing Hu. Nature. Vol.: 554, pages 224-228. DOI: 10.1038/nature25476

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=supermadeira-supera-aco-iguala-titanio#.Wr6MXy7wbZ7

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Pesquisa da USP descobre como é reação química que transforma açúcar em energia

energia

Mecanismo era mistério há mais de 50 anos. Estudo inédito realizado em São Carlos foi capa de uma das revistas mais respeitadas do mundo na área química.

Pesquisadores do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP), em São Carlos, descobriram como é a reação química que transforma o açúcar em energia elétrica. O mecanismo de reação era um mistério para a comunidade científica há mais de 50 anos. A pesquisa inédita é capa deste mês da Royal Society of Chemistry, uma das mais respeitadas revistas científicas do mundo na área química.

A pesquisa

Foram cinco anos de estudo até o resultado inédito. Primeiro, os cientistas colocaram fermento biológico, o mesmo usado para fazer pão, no açúcar refinado. Com a fermentação, o açúcar vira álcool.

Os pesquisadores acrescentaram um eletrodo com uma proteína chamada ADH ou álcool desidrogenase, que é uma enzima encontrada no corpo humano e em alimentos como o tomate.

“A proteína é capaz de extrair os elétrons – que são partículas carregadas – do etanol, gerando então eletricidade. E esse processo é bem rápido. Em cerca de 10 minutos nós já temos corrente elétrica”, disse a doutoranda de química Graziela Sedenho.

Desvendando o mistério

O equipamento mede a intensidade da corrente elétrica. A experiência brasileira desvenda um mistério. Há mais de 50 anos, pesquisadores do mundo inteiro tentavam descobrir de que forma a proteína agia quando entrava em contato com o álcool. Pela primeira vez, os cientistas conseguiram comprovar como é essa reação química, que transforma o açúcar em energia elétrica.

A ação da enzima para produzir energia não é a única descoberta. “A outra novidade foi que no mesmo sistema nós conseguimos realizar duas reações ao mesmo tempo, ou seja, tanto o fungo quanto a proteína atuavam ao mesmo tempo pra gerar o etanol e gerar a eletricidade, o que nunca tinha sido comprovado anteriormente”, disse o professor do Instituto de Química Frank Crespilho.

Meio ambiente

A experiência pode trazer vantagens para o meio ambiente.

Fonte: http://g1.globo.com/sp/sao-carlos-regiao/noticia/pesquisa-da-usp-descobre-como-e-reacao-quimica-que-transforma-acucar-em-energia.ghtml

Cientistas descobrem, sem querer, como transformar CO2 em etanol (High‐Selectivity Electrochemical Conversion of CO2 to Ethanol using a Copper Nanoparticle/N‐Doped Graphene Electrode)

To Read in English, please, type: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/slct.201601169/abstract

etanol

Dentro da proposta de compartilhar boas matérias e ideias, hoje vamos falar da Alquimia do século 21 que consiste em transformar o Dióxido de Carbono em combustível. Dessa forma, o sonho de transformar gás carbônico em uma fonte de energia renovável pode estar mais próximo do que se imagina. Cientistas do Tennessee (EUA), descobriram acidentalmente uma forma de transformar dióxido de carbono (CO2), um dos gases do efeito estufa, em etanol. A invenção é promissora e pode ter grande impacto para amenizar as mudanças climáticas. As informações são do Oak Ridge National Laboratory.

A descoberta inesperada aconteceu por conta de um estudo realizado para transformar o CO2 em um combustível útil. Para surpresa dos cientistas, logo na primeira etapa do procedimento eles obtiveram etanol – um combustível que pode ser facilmente usado em veículos e geradores de energia, entre outras finalidades. A invenção é tema do artigo científico publicado pelos pesquisadores no periódico ChemistrySelect .

Segundo a publicação norte-americana Popular Mechanics , especializada em ciência e tecnologia, os pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge fizeram uso de elementos simples e facilmente encontrados na natureza, como carbono e cobre que, aliados a nanotecnologia, conseguem resultar num processo eletroquímico eficiente, barato e que pode ser reproduzido em escala.

Outro grande benefício observado é que o procedimento para obtenção do etanol pode ser realizado em temperatura ambiente. Com isso, evita a necessidade de grande quantidade de energia para alterar a temperatura e, consequentemente, diminui o custo de produção. Além disso, ao usar temperatura ambiente, as máquinas podem ser ligadas com facilidade e, desta forma, o processo de conversão é iniciado mais rapidamente.

“A descoberta também pode ser um apoio às fontes de energias renováveis intermitentes, como a solar e eólica”, explica Adam Rondinone, cientista responsável pela pesquisa. “Um processo como esse permite consumir a eletricidade excedente na rede elétrica para fazer e armazenar etanol”, diz.

Novos estudos já estão em andamento para tornar a tecnologia recém-descoberta mais eficiente. Se os cientistas obtiverem sucesso, talvez em breve seja possível realizar uma captura de carbono em larga escala.

Como funciona

Por meio de um catalisador feito de carbono, cobre e nitrogênio, os cientistas usaram a nanotecnologia para desencadear uma reação química complicada que, basicamente, reverte o processo de combustão. Durante o processo, a solução de dióxido de carbono (CO2) dissolvido em água foi transformada em etanol com um rendimento de 63%.

Adam Rondinone diz que esse tipo de reação eletroquímica geralmente resulta numa mistura de vários produtos diferentes em pequenas quantidades. “O etanol foi uma surpresa – é extremamente difícil ir diretamente do dióxido de carbono para o etanol com um único catalisador”, comenta.

A novidade do catalisador reside na sua estrutura que possui nanopartículas de cobre integradas aos filamentos de carbono. Esse processo de nanotexturização evita o uso de metais caros ou raros, como a platina, que tornaria o projeto economicamente inviável para ser reproduzido em grande escala.

Fonte: http://engenhariae.com.br/meio-ambiente/cientistas-descobrem-sem-querer-como-transformar-co2-em-etanol/