Het National Center for Research in Energy and Materials (CNPEM) heeft, in samenwerking met PUC-RIO, een onderzoek ontwikkeld dat nieuwe wegen naar duurzaamheid heeft geopend.
Onderzoek van CNPEM in samenwerking met PUC-RIO heeft een uitdaging opgelost bij de vervaardiging van microkanalen met een hoge elektrische geleidbaarheid en opent de weg voor het gebruik ervan in elektronische en elektrochemische apparaten.
Deze grote technologische uitdaging werd overwonnen door de onderzoekers Mathias Strauss en Murilo Santhiago van het Nationaal Centrum voor Onderzoek op het gebied van Energie en Materialen (CNPEM), samen met Omar Ginoble Pandoli van de Pauselijke Katholieke Universiteit van Rio de Janeiro (PUC-Rio) en hun teams, gefinancierd door het Serrapilheira Instituut, die de natuurlijke structuur van bamboe gebruikten.
Het werk werd gepubliceerd als artikel in het gerenommeerde Journal of Materials Chemistry A van de Royal Society of Chemistry.
Ontdekking
Bamboe heeft een groot aantal microkanalen, zo dik als een haar, die perfect op elkaar aansluiten. Wetenschappers hebben tussen de 40 en 60 microkanalen per centimeter in de bamboestengelwand geïdentificeerd. Ze vormen het vaatstelsel van de plant, dat zorgt voor het transport van water en voedingsstoffen. Dit netwerk van microbuisjes (vaatbundels) is nodig voor een snelle groei van de plant; bij sommige soorten kan de groei zelfs oplopen tot 1 meter per week.
Met behulp van verbeterde elektronenmicroscopieapparatuur bij het National Nanotechnology Laboratory (LNNano) kon de volledige structuur van bamboe nauwkeurig in kaart worden gebracht. Hierdoor ontstonden mogelijkheden om hiermee elektrische circuits en geïntegreerde elektrochemische apparaten te bouwen.
Grote voordelen
Een van de belangrijkste voordelen van bamboe voor de bouw van deze elektrische circuits zijn de enorme kosten en de moeilijkheidsgraad van conventionele industriële methoden om microstructuren met deze structuur en micrometrische afmetingen te vervaardigen. De metaalcoating is zeer dun (10-15 µm), ongeveer tien keer kleiner dan de diameter van de kanalen, wat resulteert in een extreem licht en geleidend materiaal.
Een ander belangrijk voordeel van het gebruik van bamboe is de schaalbaarheid van de productie van technologische en duurzame producten. Omdat bamboe in tropische landen zeer snel en gemakkelijk groeit, zouden de meeste ontwikkelingslanden er gebruik van kunnen maken. Met deze nieuwe technologie hebben we een concurrentievoordeel op het gebied van energie, slimme materialen en onderwijs.