Lançamento da spin-off "AERO MATERIALS" com nanomateriais
A start-up da Universidade de Kiel lança no mercado um material constituído quase exclusivamente por ar e que pode ser controlado eletricamente
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Com um material que consiste em mais de 99,9% de ar, a nova start-up "AERO MATERIALS" pretende otimizar sequências de movimentos técnicos e sistemas de pressão de ar. O material extremamente leve foi desenvolvido ao longo de uma década na Universidade de Kiel (CAU) no grupo de trabalho do Professor Rainer Adelung. Agora, a equipa está a trazer a nanoestrutura do laboratório para o mercado. A AERO MATERIALS GmbH opera como uma empresa independente desde setembro de 2025.
Imagem de electrões de varrimento: Estrutura inicial do material - minúsculos tetrápodes de óxido de zinco, revestidos com uma camada nanométrica de grafeno.
© Funktionale Nanomaterialien, Dr. Florian Rasch
"Os nossos aeromateriais são tão leves que quase não os sentimos na mão", diz Rainer Adelung, professor de Ciência dos Materiais na Universidade de Kiel. "Ao mesmo tempo, são tão funcionais que podem substituir sistemas inteiros. Isto é uma verdadeira mudança de paradigma para muitas aplicações".
O novo material abre quatro áreas-chave de aplicação: Atuação, em que os movimentos podem ser desencadeados de forma rápida, precisa e eficiente em termos energéticos; filtração, em que as estruturas condutoras de poros abertos abrem filtros autolimpantes; ótica, em que o material direciona e dispersa a luz de forma direcionada, permitindo assim soluções de iluminação particularmente económicas em termos energéticos; e blindagem electromagnética de componentes electrónicos sensíveis - por exemplo, em drones ou outros dispositivos móveis em que cada grama conta.
Uma estrutura feita quase inteiramente de ar
Os aeromateriais baseiam-se em estruturas tetrapodais de óxido de zinco (t-ZnO) - partículas minúsculas que se assemelham a estrelas de quatro braços. Os investigadores moldam esta estrutura básica numa estrutura tridimensional e impregnam-na com uma mistura de água e grafeno - uma única camada de átomos de carbono - ou com silicato, o material básico do vidro. De seguida, removem quimicamente o óxido de zinco. O que resta são tubos ocos com paredes ultra-finas na ordem dos nanómetros. Formam uma rede aberta de folhas de grafeno puro ou estruturas de vidro com uma densidade extremamente baixa, o que significa que é constituída quase exclusivamente por ar. A porosidade aberta é mantida para que o ar e os líquidos possam continuar a fluir sem obstáculos.
Desencadear movimentos de forma rápida, precisa e eficiente em termos energéticos
O primeiro mercado que a equipa pretende explorar é a tecnologia de actuadores - por exemplo, componentes que convertem sinais eléctricos em movimento. O nanomaterial inovador deverá ser utilizado sobretudo na micropneumática, onde os mais pequenos fluxos de ar são utilizados para mover com precisão componentes de máquinas: O grafeno é extremamente leve, condutor e estável. Quando a eletricidade passa através da estrutura, esta aquece em milésimos de segundo. O ar que o envolve expande-se e liberta uma força mecânica - por exemplo, para cortar, mover ou comutar em sistemas automatizados. Um material que pesa apenas alguns miligramas pode levantar até 2 quilogramas.
Ao contrário dos sistemas pneumáticos convencionais, a tecnologia não necessita de um compressor externo. O movimento é criado diretamente com o material, sem mangueiras, válvulas ou infra-estruturas complexas. "Isto reduz os custos de manutenção e permite designs particularmente compactos e flexíveis - para aplicações robóticas, por exemplo", diz Caprice Mohr, Diretora Técnica e estudante de mestrado no grupo de Rainer Adelung. Para os criadores, esta é uma alternativa sustentável e eficiente em termos energéticos às soluções convencionais.
Os primeiros testes foram bem sucedidos
Em cooperação com parceiros industriais, a equipa também testou a utilização do material noutras áreas, por exemplo, como membrana de altifalante. A estrutura é activada eletricamente e começa a vibrar - semelhante às membranas convencionais, mas com uma massa significativamente menor. Isto permite-lhe cobrir toda a gama de frequências audíveis, reagindo de forma particularmente rápida e precisa.
O material também oferece vantagens na área da filtragem: as partículas de pó e sujidade que se acumulam na estrutura condutora podem simplesmente ser queimadas. Um protótipo de filtros auto-limpantes já foi testado com sucesso num avião.
Spin-off do grupo de investigação "Nanomateriais Funcionais
Entre 2015 e 2025, foram concedidas várias patentes, que são detidas pelo CAU. Com recursos de capital para os primeiros anos, a equipa está agora a concentrar-se nos primeiros clientes-piloto e no caminho para a produção em série. O spin-off foi acompanhado pelo departamento de Transferência de Tecnologia, que forneceu apoio com direitos de propriedade, entre outras coisas.
Por detrás da AERO MATERIALS estão Caprice Mohr, atualmente estudante de mestrado na CAU e Diretor-Geral Técnico da start-up, e Niklas Dreiskämper como Diretor-Geral Comercial. Colegas do grupo de investigação de Rainer Adelung também trabalham na equipa técnica. O spin-off foi possível graças ao empenhamento de um grupo de investidores, incluindo Kai Kruse e o Dr. Jörg Haupt. A start-up está localizada na vizinhança direta da Faculdade de Engenharia e utiliza a infraestrutura de investigação da universidade. Rainer Adelung apoia a empresa no conselho consultivo.
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