Um estudo publicado em 23 de fevereiro de 2026 na revista Advanced Functional Materials descreve um método que converte filmes de nanotubos de carbono de parede simples (SWCNTs) em estruturas multicamadas ricas em grafeno usando ondas de choque geradas por laser, sem necessidade de aquecimento externo.
A pesquisa, conduzida por uma equipe internacional que inclui o professor Yung Joon Jung, da Northeastern University (EUA), empregou um laser Nd:YAG pulsado de nanosegundos com intensidade de 1,13 GW cm−2. Cada disparo vaporiza uma fina folha de alumínio recoberta por tinta preta, criando plasma que se expande e é confinado por uma placa de vidro borossilicato. Esse confinamento redireciona a expansão como uma onda de choque de aproximadamente 2,27 GPa contra o filme de nanotubos apoiado em substrato de alumina.
Foram aplicados de 50 a 200 pulsos, substituindo-se a folha de alumínio a cada 50 disparos para manter a absorção. Durante todo o processo, a temperatura de superfície não ultrapassou 120 °C, eliminando a necessidade de fornos ou atmosferas controladas.
A transformação ocorre em etapas: após 50 pulsos, os nanotubos ficam compactados; com 100 pulsos, tensões localizadas abrem (“unzipping”) as paredes tubulares; ao atingir 200 pulsos, as fitas resultantes se empilham e coalescem em grafeno cristalino multicamadas. O espessamento inicial do filme reduz-se em até 61 % e as larguras das fitas, entre 2,5 e 5,2 nm, correspondem à circunferência original dos nanotubos, confirmando a origem do grafeno.
Medições de microscopia eletrônica de alta resolução revelaram espaçamento médio entre camadas de 3,53 Å, próximo ao grafite em equilíbrio. Análises de difração eletrônica mostraram simetria hexagonal típica do grafeno, enquanto espectros Raman registraram a diminuição do modo radial dos nanotubos e o fortalecimento das bandas D e 2D, acompanhando a graphitização.
Imagem: Nanowerk https
Os ganhos de desempenho foram expressivos. A condutividade térmica in-plane saltou de 9,52 para 66,25 ± 7,16 W m−1 K−1, um aumento de sete vezes, e a condutividade elétrica passou de 0,068 para 0,18 MS m−1, crescimento de 2,6 vezes. A capacidade calorífica volumétrica triplicou. Melhorias térmicas surgiram antes das elétricas porque bordas de tubos parcialmente abertos dispersam mais elétrons do que fônons; a rede elétrica só se completa após 200 pulsos.
Embora parte dos nanotubos e algum carbono amorfo permaneçam, os autores destacam que a conversão parcial gera uma heteroestrutura contínua de grafeno e nanotubo inexistente em outros processos diretos. A ausência de aquecimento intenso torna a técnica compatível com substratos sensíveis usados em eletrônica flexível, gerenciamento térmico e armazenamento de energia, oferecendo um caminho escalável para filmes de carbono de alto desempenho.
Com informações de Nanowerk
