Das Nationale Zentrum für Energie- und Materialforschung (CNPEM) hat in Zusammenarbeit mit PUC-RIO eine Studie entwickelt, die neue nachhaltige Wege eröffnet.
Durch Forschungen des CNPEM in Zusammenarbeit mit PUC-RIO wurde eine Herausforderung bei der Herstellung von Mikrokanälen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit gemeistert und der Weg für deren Verwendung in elektronischen und elektrochemischen Geräten geebnet.
Diese große technologische Herausforderung wurde von den Forschern Mathias Strauss und Murilo Santhiago vom Nationalen Zentrum für Energie- und Materialforschung (CNPEM) zusammen mit Omar Ginoble Pandoli von der Katholischen Universität von Rio de Janeiro (PUC-Rio) und ihren vom Serrapilheira-Institut finanzierten Teams bewältigt, indem sie die natürliche Struktur des Bambus nutzten.
Die Arbeit wurde als Artikel im renommierten Journal of Materials Chemistry A der Royal Society of Chemistry veröffentlicht.
Entdeckung
Bambus besitzt eine Vielzahl perfekt ausgerichteter, hauchdünner Mikrokanäle. Wissenschaftler haben zwischen 40 und 60 Mikrokanäle pro Zentimeter der Bambusrohrwand identifiziert. Sie bilden das Leitsystem der Pflanze und ermöglichen den Transport von Wasser und Nährstoffen. Dieses Netzwerk aus Mikroröhren (Leitbündeln) ist für das schnelle Wachstum der Pflanze notwendig; manche Arten wachsen bis zu einem Meter pro Woche.
Durch den Einsatz verbesserter Elektronenmikroskopiegeräte im National Nanotechnology Laboratory (LNNano) war es möglich, die gesamte Struktur des Bambus genau abzubilden und Möglichkeiten zu eröffnen, ihn zum Bau elektrischer Schaltkreise und integrierter elektrochemischer Geräte zu verwenden.
Große Vorteile
Einer der Hauptvorteile von Bambus für den Bau dieser elektrischen Schaltkreise liegt in den enormen Kosten und Schwierigkeiten, die mit herkömmlichen industriellen Methoden bei der Herstellung von Mikrostrukturen mit dieser Anordnung und mikrometrischen Abmessungen entstehen. Die Metallbeschichtung ist sehr dünn (10–15 µm), etwa zehnmal kleiner als der Durchmesser der Kanäle, was zu einem extrem leichten und leitfähigen Material führt.
Ein weiterer bedeutender Vorteil der Verwendung von Bambus ist die Skalierbarkeit bei der Herstellung technologischer und nachhaltiger Produkte. Da Bambus in tropischen Ländern so schnell und einfach wächst, könnten die meisten Entwicklungsländer ihn nutzen und sich mit dieser neuen Technologie einen Wettbewerbsvorteil in den Bereichen Energie, intelligente Materialien und Bildung verschaffen.