Materiais Avançados

Cientistas poloneses fazem reações químicas usando apenas sólidos

Mecanoquímica faz reações usando apenas compostos sólidos
Durante a pesquisa, o grupo também descobriu que a simples moagem do novo composto, mesmo dentro de um pilão comum, levou à criação de estruturas moleculares cúbicas. [Imagem: Lewinski et al.]

Fale sobre um experimento de química e logo as pessoas vão imaginar alguém de jaleco branco balançando um frasco de vidro, ou um tubo de ensaio, contendo alguma substância líquida.

E, de fato, seja nos laboratórios científicos ou nas fábricas, a maioria das reações químicas são feitas em meio líquido.

Mas agora um grupo de cientistas poloneses conseguiu produzir um composto químico importante para a indústria eletrônica usando apenas sólidos.

Química sólida

Você já deve ter visto uma cena bastante comum em oficinas, quando uma peça metálica é colocada em contato com o material abrasivo de um esmeril, girando em alta velocidade.

O resultado é um belo espetáculo de fagulhas voando por todos os lados.

Há muito tempo os cientistas sabem que as partículas do pó metálico que saem do esmeril podem entrar em reações químicas umas com as outras. Mas reproduzir o efeito de forma controlada era um desafio ainda por vencer.

O que o grupo de cientistas da Academia Polonesa de Ciências e da Universidade de Varsóvia fizeram foi exatamente isso, transformando pequenos aglomerados sólidos de determinados compostos químicos, em aglomerados de outros compostos químicos, igualmente sólidos e tridimensionais.

A descoberta criou um novo processo para a produção de compostos precursores do óxido de zinco nanoestruturado, um material utilizado na chamada piezoeletrônica, na fabricação de nano-LEDs e na geração de eletricidade a partir do movimento do corpo humano.

Mecanoquímica

Durante a pesquisa, o grupo também descobriu que a simples moagem do novo composto, mesmo dentro de um pilão comum, levou à criação de estruturas moleculares cúbicas.

"Este último resultado é particularmente impressionante," comenta o professor Janusz Lewinski. "Usando métodos mecanoquímicos simples, nós transformamos uma estrutura molecular tridimensional complicada em outra estrutura, também em três dimensões, e, o que é mais interessante, surpreendentemente regular. Esta é a primeira reação mecanoquímica deste tipo no mundo."

A mecanoquímica consiste na realização de reações químicas em sólidos, o que na prática se resume a moer pós.

Os químicos conheciam a importância da trituração há muito tempo, mas eles supunham que o elemento mais importante era a alteração na proporção entre a superfície e o volume dos aglomerados da substância triturada.

Somente no final do século XX foi que eles notaram que a moagem também causava alterações na estrutura dos compostos orgânicos.

Isto é possível porque estes compostos formam estruturas cristalinas com fracas ligações não-covalentes. Durante a trituração a ligação se quebra e novos compostos químicos são criados.

Fabricação de óxidos

Como a estrutura cristalográfica do composto gerado pela mecanoquímica é única, as nanopartículas de óxido de zinco produzidas com ele têm propriedades diferentes do mesmo material produzido por outros métodos.

Isso significa que as nanopartículas poderão ter outros usos no campo das nanotecnologias, e sobretudo da eletrônica.

A descoberta dos cientistas poloneses abre o caminho para a síntese de novos grupos de compostos que são precursores de óxidos. Esses componentes têm largo uso na indústria, principalmente na eletrônica e na química dos materiais.

Bibliografia:

Solid-State Conversion of the Solvated Dimer [{tBuZn(?-OtBu)(thf)}2] into a Long Overlooked Trimeric [{tBuZnOtBu}3] Species
Janusz Lewinski, Michat Dutkiewicz, Michat Lesiuk, Witold Sliwinski, Karolina Zelga, Iwona Justyniak, Janusz Lipkowski
Angewandte Chemie
Vol.: 49, 44 pp 8266-8269
DOI: 10.1002/anie.201004504




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