O que é um fio quântico?
Um fio quântico é um cabo ou um fio, geralmente com função semelhante ao fio de cobre, mas fabricado com nanotubos de um elemento específico, geralmente carbono. Os fios quânticos geralmente são condutores, mas também podem ser fabricados como isoladores ou semicondutores. Esses fios são ideais para funções de fiação elétrica e para uso em naves espaciais, porque são menores e mais leves que os de metal. Eles são, no entanto, caros de produzir.
Nanotubos são tubos microscópicos feitos pelo homem, com um diâmetro de 1 nanômetro, que mede 1 bilionésimo de metro. Em comparação, o diâmetro de um único fio de cabelo humano é medido em micrômetros, que são 1.000 vezes maiores que um nanômetro. Os nanotubos não são usados apenas para criar fios quânticos, mas são usados em uma variedade de campos científicos, incluindo pesquisas médicas.
Descobertos em 1991, os nanotubos são feitos quando um laser é disparado contra uma substância pura, como o carbono. Originalmente, esse era um processo demorado, com muitos nanotubos em potencial descartados por não atenderem aos requisitos de tamanho, mas os pesquisadores da Rice University haviam aperfeiçoado um processo para fabricar nanotubos de tamanho adequado até 1996.
Os nanotubos devem ser ligados ou torcidos juntos em cadeias para formar fios quânticos, que têm uma condutividade mais alta que os fios de cobre, o melhor condutor metálico de eletricidade. Em teoria, um fio quântico tem um sexto do peso de um fio de cobre e pode conduzir eletricidade até dez vezes mais eficientemente. Os fios quânticos metálicos podem ser feitos de níquel (Ni) ou ouro (Au). Esses fios ainda são amplamente experimentais, mas têm usos em eletrônica e óptica.
Possivelmente, o tipo de fio quântico mais emocionante cientificamente, no entanto, são aqueles feitos a partir de nanotubos de carbono. Em 2005, a Rice University estava conduzindo uma extensa pesquisa sobre a fabricação de fios quânticos a partir de nanotubos de carbono, usando uma doação de US $ 11 milhões em dólares dos Estados Unidos da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) dos Estados Unidos. Prevista para ser concluída em 2010, a Rice University foi encarregada da tarefa de criar fios quânticos por tempo suficiente para serem usados em naves espaciais.
Como os fios são mais leves e eficientes, a NASA e outros cientistas acreditam que os fios quânticos podem ser fundamentais para permitir que as naves espaciais viajem mais para o espaço, pois cada libra extra custa mais combustível à espaçonave. Os cientistas têm problemas para produzir nanotubos suficientes para produzir longos comprimentos de fio, no entanto, uma vez que é necessária uma forma muito específica de nanotubo, chamada "poltrona", para transformá-los em fios. Em 2005, apenas dois por cento dos nanotubos tinham o formato correto para uso. A partir de 2010, no entanto, os pesquisadores da Rice University fizeram progressos consideráveis na solução do problema, mas ainda eram necessárias mais pesquisas.