Pesquisadores da Universidade de Lanzhou, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pequim e da Academia Chinesa de Ciências apresentaram fibras ocas de aerogel de grafeno que aliam condutividade elétrica elevada a um isolamento térmico inédito, abrindo caminho para roupas inteligentes multifuncionais. O estudo foi divulgado em 27 de fevereiro de 2026 na revista Advanced Functional Materials.
Arquitetura biomimética
O design das fibras replica a estrutura dos pelos de ursos-polares, formados por tubos ocos repletos de poros que aprisionam ar e bloqueiam a perda de calor. No material sintético, um processo de fiação com dois canais extrusa simultaneamente uma “tinta” de óxido de grafeno pelo canal externo e um núcleo de argila leve pelo interno. Após congelamento, surgem poros radiais; na etapa seguinte, a argila é dissolvida em reação hidrotermal, deixando o interior oco.
Ajuste independente de propriedades
Duas variáveis de processamento permitem controlar desempenho térmico e elétrico sem que um prejudique o outro:
- Recozimento térmico de 250 °C a 2 000 °C remove grupos de oxigênio e restabelece a rede de carbono, elevando a condutividade elétrica.
- Teor de oxidação na síntese do óxido de grafeno define o espaçamento entre camadas e, portanto, a condução de calor.
Com concentração de tinta de 20 mg/mL e recozimento a 2 000 °C, as fibras atingiram condutividade elétrica de 1 457,09 S/m, valor entre os mais altos já relatados para aerogéis condutores. Em condições de vácuo, a condutividade térmica caiu para 1,28 mW/(m·K), a menor registrada para aerogéis à base de grafeno.
Resistência mecânica
A estrutura em arco atua como micro-molas que permitem deformação de até 90 % de compressão com recuperação total da forma. Os pesquisadores também ajustaram resistência à tração, compressão e flexão utilizando os mesmos parâmetros de síntese.
Imagem: Nanowerk https
Aplicações demonstradas
Os protótipos têxteis confeccionados com as novas fibras exibiram múltiplas funções:
- Detecção de movimento: mudanças de resistência elétrica identificam a flexão de ombros, joelhos e cotovelos; o ombro gerou variação de cerca de 18 %.
- Geração termoelétrica: coeficiente Seebeck de 16,7 a 20,0 µV/K permitiu acender tiras de LED e alimentar pulseira eletrônica com calor corporal.
- Aquecimento pessoal: a 7 V, a superfície atingiu 175 °C, mantendo relação linear entre temperatura e o quadrado da tensão aplicada.
- Isolamento térmico: superou poliestireno, manta de aerogel de sílica, feltro de lã e placa de amianto, reduzindo em mais de 20 % a temperatura de superfície.
- Camuflagem infravermelha: cobriu um motor em funcionamento ocultando o sinal térmico nas imagens.
- Proteção extrema: manteve uma bateria dentro da faixa segura tanto sobre superfície aquecida quanto em contato com nitrogênio líquido (-196 °C).
Segundo os autores, a independência entre os mecanismos que controlam condução de calor e eletricidade permite otimizar simultaneamente características antes consideradas conflitantes, como isolamento e sensoriamento. Desafios de escala industrial, custo e durabilidade em lavagens ainda precisam ser resolvidos antes da adoção comercial.
Com informações de Nanowerk
