Criado um motor elétrico totalmente sem metais

Mec?nica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/06/2025

Motor el?trico sem metais

Engenheiros coreanos conseguiram construir todas as bobinas de um motor el?trico sem usar nenhum metal, alcan?ando uma redu??o dr?stica em seu peso.

Embora o prot?tipo de demonstra??o seja pequeno, de baixa pot?ncia, essa inova??o aponta para a possibilidade de reduzir o peso dos motores el?tricos, o que ? crucial para aumentar a autonomia dos ve?culos el?tricos, por exemplo.

Sejam carros, drones ou mesmo naves espaciais, a redu??o de peso ? um desafio t?cnico eternamente perseguido porque reduzir o peso de um ve?culo n?o s? reduz o consumo de energia, como tamb?m aumenta a efici?ncia da bateria e o alcance do ve?culo.

At? agora, metais como o cobre t?m sido usados como material principal para fazer as bobinas dos motores devido ? sua alta condutividade el?trica. Mas o cobre ? pesado, o que tem levado a esfor?os como o uso de ligas de cobre com alum?nio para tornar os motores mais leves.

Ki-Hyun Ryu e colegas do Instituto Coreano de Ci?ncia e Tecnologia (KIST) conseguiram agora construir todas as bobinas de um motor el?trico usando apenas nanotubos de carbono, sem quaisquer metais, tornando o motor muito mais leve.

Enquanto a densidade do cobre ? de 8,9 gramas por cent?metro c?bico (g/cm³), os nanotubos de carbono alcan?am uma condutividade el?trica compar?vel com apenas 1,7 g/cm³, o que significa um potencial de redu??o do peso do motor em mais de 80%.

Motor feito com nanotubos de carbono

Os nanotubos de carbono s?o nanomateriais unidimensionais em forma de tubo, formados por uma ou mais camadas de ?tomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal, tipo colmeia. Eles s?o muito leves, al?m de marcarem pontua??es incompar?veis em condutividade el?trica, resist?ncia mec?nica e condutividade t?rmica.

S?o todas propriedades muito chamativas, mas os nanotubos de carbono enfrentam uma s?rie de barreiras para aplica??es industriais no mundo real. Um dos obst?culos t?cnicos est? no res?duo de metais catalisadores usados durante o processo de sua fabrica??o. Esses contaminantes permanecem como part?culas met?licas na superf?cie dos nanotubos de carbono, degradando suas propriedades el?tricas. Se eles forem usados em motores, por exemplo, essas impurezas degradam o desempenho do motor, dificultando sua utiliza??o em componentes de alto desempenho.

Ryu e seus colegas desenvolveram ent?o um novo processo de purifica??o dos nanotubos de carbono que utiliza o princ?pio de alinhamento dos cristais l?quidos. O processo resolve naturalmente a forte agrega??o durante o alinhamento dos nanotubos, removendo as part?culas met?licas que permanecem em sua superf?cie. O n?vel de contamina??o por metais caiu dos 12,7% iniciais para menos de 0,8%.

Mais importante ainda, a t?cnica remove seletivamente impurezas sem danificar a nanoestrutura dos nanotubos, tornando-a distintamente diferente dos m?todos de purifica??o existentes baseados em fases l?quida e gasosa. Os nanotubos assim purificados apresentaram uma melhoria significativa na condutividade el?trica, atingindo um n?vel que os torna aplic?veis a motores el?tricos reais.

Controle e amplia??o

A equipe realizou experimentos aplicando a bobina feita de nanotubos de carbono a um pequeno motor de um carrinho de brinquedo. Os fios de nanotubos de carbono para equipar o motor somaram 78,75 miligramas, bem abaixo dos 379,08 miligramas dos fios de cobre no motor original do brinquedo.

As rota??es por minuto (RPM) do motor puderam ser controladas de forma est?vel de acordo com a tens?o de entrada, demonstrando que a opera??o b?sica de um motor, que converte energia el?trica em for?a rotacional mec?nica, pode ser realizada sem metal.

O pr?ximo passo ser? usar os nanotubos para fabricar motores maiores.

"Ao desenvolver um novo conceito de tecnologia de alta qualidade em nanotubos de carbono, nunca antes visto, conseguimos maximizar o desempenho el?trico das bobinas de nanotubos para acionar motores el?tricos sem a necessidade de metal," disse o professor Dae-Yoon Kim. "Com base na inova??o dos materiais de nanotubos, assumiremos a lideran?a na localiza??o de materiais como materiais condutores para baterias, pel?culas para semicondutores e cabos para rob?s."

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