Descoberto cristal que respira oxigênio, com amplas aplicações tecnológicas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/08/2025

Amostras do cristal natural (esquerda) e quando ele respira (direita).
[Imagem: Joonhyuk Lee et al. - 10.1038/s41467-025-62612-1]

Cristal que respira

Uma equipe de cientistas da Coreia do Sul e do Japão sintetizou um novo tipo de cristal que pode "respirar", absorvendo e liberando oxigênio repetidamente, sem qualquer dano à sua estrutura cristalina.

Essa capacidade única de um material inerte, não biológico e nem mesmo orgânico, promete mudar o modo como desenvolvemos tecnologias de energia limpa, incluindo as células de combustível alimentadas por hidrogênio, janelas que economizam energia do ar-condicionado e do aquecimento e dispositivos termoelétricos.

O novo material é um tipo especial de óxido metálico, composto pelos elementos químicos estrôncio, ferro e cobalto (SrFe_0,5Co_0,5O_2,5).

O que o torna extraordinário é que esse cristal pode liberar oxigênio quando aquecido em uma atmosfera gasosa simples, e então absorver de volta o oxigênio quando retorna às condições ambiente, sem se quebrar. Esse processo pode ser repetido inúmeras vezes, tornando o material ideal para aplicações do mundo real.

"É como dar pulmões ao cristal, e ele pode inalar e exalar oxigênio sob comando, disse o professor Hyoungjeen Jeen, da Universidade Nacional de Pusan, na Coreia do Sul.

O cristal muda completamente sua estrutura quando "respira" oxigênio, mas sem quebrar.
[Imagem: Hyoungjeen Jeen/Pusan National University]

Estável e com amplos usos

Controlar o oxigênio em materiais é crucial para tecnologias como as células a combustível de óxidos sólidos (SOFC), que produzem eletricidade a partir do hidrogênio ou outros combustíveis sem emissões de gases de efeito estufa.

Esse mecanismo também é explorado nos transistores térmicos, componentes que controlam o calor do mesmo modo que os transistores eletrônicos controlam a eletricidade, e nas janelas inteligentes, que ajustam a passagem do calor entre o interior o exterior de acordo com a estação do ano.

Até agora, materiais que apresentavam comportamento similar em relação ao oxigênio eram frágeis demais, quebrando-se após poucos ciclos, ou só funcionavam em condições agressivas, como temperaturas extremamente altas. O novo cristal respira sob condições amenas e permanece estável.

"Esta descoberta é marcante por dois motivos: Somente o cobalto e o ferro são reduzidos, e o processo leva à formação de uma estrutura cristalina totalmente nova, mas estável," explicou o professor Jeen.

A equipe também demonstrou que o material pode retornar à sua forma original quando ele reabsorve o oxigênio, provando que o processo é totalmente reversível. "Este é um passo fundamental para tornar realidade materiais inteligentes que possam se ajustar em tempo real. As aplicações possíveis vão da energia limpa à eletrônica e mesmo a materiais de construção ambientalmente amigáveis," disse o professor Hiromichi Ohta, da Universidade de Hokkaido, no Japão.

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