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Materiais autolimpantes: composto se torna repelente à água conforme necessidade

Materiais autolimpantes  composto se torna repelente à água conforme necessidade
O efeito se origina na estrutura molecular do material sintético. [Imagem: Uchida et al.]

Lótus autolimpante

As flores de lótus são belíssimas; e suas folhas estão sempre limpas.

Isso acontece graças à sua superfície naturalmente repelente à água: as gotas escorrem pelas folhas levando consigo qualquer grão de poeira que esteja pelo caminho.

Há anos os cientistas se inspiram nessas estruturas, em busca de materiais que possam significar o fim da limpeza em janelas, casas e até carros.

Do ponto de vista industrial, há dois interesses básicos em materiais que possam repelir fortemente a água: roupas e tecidos que não se molham e materiais autolimpantes.

Se a água da chuva, por exemplo, conseguir levar consigo toda a sujeira acumulada, as despesas com limpeza de janelas e edifícios envidraçados poderão ser praticamente eliminadas.

Efeito lótus

Agora, a equipe do Dr. Kingo Uchida, da Universidade de Ryukoku, Japão, anunciou ter conseguido sintetizar um composto na família dos diariletenos que não apenas é super repelente à água, como também pode ter seu comportamento alterado conforme a necessidade.

O segredo por trás do efeito lótus, como é conhecido, está na microestrutura de minúsculos nódulos existentes sobre as folhas da famosa planta.

Os micronódulos não oferecem superfície suficiente para que a água se apoie - ela então se contrai em gotas e rola sobre a superfície. Em superfície normais, a água cobre a superfície e assume uma estrutura hemisférica, deixando o material "molhado".

Arrepio

Os cientistas japoneses foram além e sintetizaram um material que pode apresentar esse comportamento sob demanda. O material sintético é inicialmente liso.

Quando o filme de diarileteno é irradiado com luz ultravioleta, a superfície antes incolor se torna azul e "arrepia" - formando minúsculas fibras de cerca de um micrômetro cada uma.

Para eliminar o "arrepio" e fazer o material voltar ao seu estado normal, basta iluminá-lo com luz comum, na faixa visível do espectro.

Isomerização

O efeito se origina na estrutura molecular do material sintético, no qual cada molécula é formada por três anéis de cinco membros cada um.

A luz ultravioleta causa a isomerização da molécula, resultando na formação de um quarto anel.

O isômero com o quarto anel fechado se cristaliza na forma de agulhas, que crescem para fora do cristal do isômero com o anel aberto assim que se atinge uma determinada concentração.

A luz na faixa visível do espectro faz o efeito contrário, causando a abertura do anel e o desaparecimento das agulhas.

No atual estágio da pesquisa, ainda não é possível saber se o material será economicamente viável. Mas, se depender das aplicações possíveis, logo os cientistas darão um jeito de tornar sua fabricação barata o suficiente.

Bibliografia:

Photoinduced Reversible Formation of Microfibrils on a Photochromic Diarylethene Microcrystalline Surface
Kingo Uchida, Norikazu Izumi, Shinichiro Nakamura, Yuko Kojima, Shinichiro Nakamura, Masahiro Irie
Angewandte Chemie International Edition
22 Aug 2006
DOI: 10.1002/anie.200602126




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