Amostra da ‘bateria de papel’ desenvolvida no Instituto Politécnico Rensselaer. O material tem alguns centésimos de milímetro de espessura e pode ser dobrado, enrolado ou cortado sem perder a capacidade de armazenar energia (foto: Rensselaer/Victor Pushparaj).

Ele tem cara, jeito e peso de papel. Mas não é papel. Trata-se de um material extremamente fino e flexível capaz de armazenar energia, desenvolvido por cientistas do Instituto Politécnico Rensselaer, nos Estados Unidos. Feito com celulose e nanotubos de carbono, o composto pode dar origem a uma nova geração de dispositivos eletrônicos.

O novo material surpreende pela espessura – alguns centésimos de milímetro – e pela flexibilidade. Ele pode ser dobrado, enrolado ou cortado sem que perca suas propriedades. Por isso, deve servir para alimentar telefones celulares e diversos aparelhos de pequena dimensão. Mas é na medicina que residem algumas de suas aplicações mais promissoras.

“Esse nanocompósito será especialmente importante em aplicações biomédicas, para alimentar aparelhos como marca-passos ou bombas de insulina, já que a celulose tem uma excelente biocompatibilidade”, explica à CH On-line o especialista em biopolímeros Robert Linhardt, um dos criadores do novo material. Com essas aplicações em mente, os cientistas fizeram testes para mostrar que fluidos corporais como o sangue e o suor têm componentes que atuam como eletrólitos capazes de ativar a ‘bateria de papel’.

O novo material é composto por 90% de celulose – a matéria-prima do papel comum. Sua coloração escura se deve aos milhões de nanotubos de carbono alinhados verticalmente usados em sua produção. O grande desafio para se obter um composto integrado de nanotubos e celulose era a insolubilidade desta última. Os cientistas conseguiram dissolvê-la com um composto iônico líquido à temperatura ambiente. A engenhosidade da solução é que o próprio líquido serve como o eletrólito que ativa a bateria; os nanotubos agem como eletrodos, e a celulose, como membrana que os separa.

Temperaturas extremas
No artigo que apresenta a novidade, publicado esta semana na revista PNAS , os cientistas relatam os primeiros testes feitos com o novo material. Uma de suas grandes vantagens em relação aos dispositivos convencionais é a ampla gama de temperaturas em que ele pode ser usado. Como o líquido iônico não leva água em sua composição, a bateria pode ser usada em condições de extremo frio e calor – de -78ºC a 150ºC.

O material obtido atua como um híbrido, pois conjuga propriedades tanto de uma bateria quanto de um supercapacitor – capaz de armazenar grandes quantidades de energia e disponibilizá-la de forma rápida (na maior parte dos sistemas elétricos, esses são componentes separados).

Será preciso aguardar alguns anos, contudo, até que a ‘bateria de papel’ esteja disponível em aplicações comerciais. Embora o composto seja feito de matérias-primas relativamente baratas, seu processo de produção ainda é bastante dispendioso. “Gostaríamos de ver nossos supercapacitores usados em aplicações especiais dentro de dois anos”, prevê Linhardt.

Antes disso, não são poucos os desafios a serem superados. “Precisamos otimizar o armazenamento de energia do nanocompósito, diminuir sua resistência, produzir e testar dispositivos maiores, aprender como produzi-los em massa e continuar a testá-los para checar sua confiabilidade e segurança”, enumera o cientista. “Estamos trabalhando agressivamente no laboratório para resolver essas questões.” 

Bernardo Esteves
Ciência Hoje On-line
14/08/2007