Membrana libera e impede passagem de gás acionada por luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/08/2010

Quando uma luz púrpura ilumina a superfície da membrana, as moléculas de corante se alinham e os cristais líquidos as seguem, deixando o fluxo de gás passar através dos furos.
[Imagem: LLE/U.Rochester]

Pesquisadores da Universidade de Rochester, nos Estados Unidos, criaram uma membrana capaz de liberar ou bloquear a passagem de um gás bastando mudar a cor da luz que ilumina a membrana.

Membranas permeáveis são largamente utilizadas na indústria e nos laboratórios científicos, além de serem um dos elementos mais importantes das células a combustível, que produzem eletricidade sem gerar poluentes.

Membrana acionada por luz

A membrana acionada por luz é um peça de plástico rígido cheia de furos microscópicos, que são preenchidos com cristais líquidos e um corante.

Quando uma luz púrpura ilumina a superfície da membrana, as moléculas de corante se alinham e os cristais líquidos as seguem, deixando o fluxo de gás passar através dos furos.

Quando uma luz ultravioleta ilumina a superfície do material, as moléculas de corante dobram-se em um formato parecido com uma banana, e os cristais líquidos dispersam-se em orientações aleatórias, entupindo os furos e bloqueando a passagem do gás.

O controle da permeabilidade de uma membrana usando apenas a luz tem várias vantagens em relação às técnicas tradicionais, que normalmente usam o calor ou a eletricidade.

A primeira e principal dessas vantagens é que a a luz permite a operação remota da membrana, sem contato e à distância. Isso poderá simplificar e miniaturizar muito os aparelhos, além de economizar energia.

Outra vantagem é que a cor da luz que ilumina a membrana pode ser alterada de forma precisa e quase instantaneamente. Já aquecer e resfriar a membrana para alterar seu comportamento é um processo demorado. E os repetidos ciclos de aquecimento e resfriamento reduzem a vida útil do material.

A segurança também ganha, já que a luz não tem potencial para inflamar um gás, uma vantagem quando se trabalha com hidrocarbonetos ou outros gases inflamáveis.

Capilaridade

Eric Glowacki criou sua membrana a partir de uma pastilha de plástico que foi bombardeada com um feixe de nêutrons para fazer os microfuros, cada um com um centésimo de milímetro de diâmetro, e cuidadosamente espaçados.

O plástico foi então mergulhado em uma solução de cristais líquidos e corantes, que preencheram os furos por capilaridade. O acabamento é dado em uma centrífuga, que remove o excesso de cristais líquidos da superfície da membrana.

O pesquisador afirma que a aplicação primária da sua membrana fotônica será em processos industriais de filtragem e separação de gases. Mas há potencial a ser explorado também na indústria farmacêutica e em laboratórios científicos.

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