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Materiais Avançados

Material impossível quebra recorde de área

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/09/2013

Material impossível quebra recorde de área
A upsalita, um material tido como impossível de ser sintetizado, vista aqui em várias escalas.
[Imagem: Uppsala University]

Um novo material que acaba de ser sintetizado não apenas contrariou o que os livros-texto ensinavam, como estabeleceu um novo recorde de área superficial.

O material tem uma superfície de 800 metros quadrados por grama, a maior já medida para um carbonato.

Como esse carbonato de magnésio absorve naturalmente a água, ele já nasce como um candidato natural para aplicações industriais, onde quer que seja necessário o controle de umidade, além da produção de fármacos.

Ele também poderá ser utilizado para o recolhimento de resíduos tóxicos, produtos químicos ou derramamentos de óleo, para controle de odores e saneamento pós-incêndios.

Sintetizado por pesquisadores da Universidade de Uppsala, na Suécia, o material foi batizado de upsalita.

Carbonato de magnésio amorfo

Na verdade, todos os livros-textos diziam ser impossível sintetizar um material com essas características.

"Ao contrário do que se defende há mais de 100 anos na literatura científica, verificamos que o carbonato de magnésio amorfo pode ser fabricado em um processo muito simples, a baixa temperatura," disse Johan Forsgren, coautor do estudo.

Enquanto as formas ordenadas de carbonato de magnésio, com ou sem água na estrutura, são abundantes na natureza, as formas livres de água e desordenadas têm-se mostrado extremamente difíceis de serem sintetizadas.

Em 1908, cientistas alemães acreditaram ter provado que o material não podia ser feito da mesma forma que outros carbonatos desordenados - fazendo borbulhar CO2 através de uma suspensão alcoólica.

Estudos posteriores, em 1926 e 1961, chegaram à mesma conclusão.

Depois de garimpar os estudos originais nas bibliotecas - a maioria dos quais estava em russo - o grupo sueco alterou ligeiramente os parâmetros de síntese usados nos experimentos anteriores e, para sua surpresa, a coisa funcionou maravilhosamente bem.

Material
O que torna o carbonato de magnésio amorfo particularmente interessante é a facilidade de sua sintetização, que não exige qualquer molde ou material de apoio.
[Imagem: Forsgren et al./Plos One]

Materiais de grande área superficial

Foi necessário um ano de estudos adicionais e análises detalhadas para especificar corretamente o processo e o novo material, caracterizando definitivamente a upsalita.

E foi nesse momento que o grupo descobriu que não apenas havia mudado um capítulo na história da química, como também havia criado um material com propriedades surpreendentes e usos industriais praticamente imediatos.

Essas características incluem a gigantesca área superficial, a hidrofilicidade e poros muito homogêneos, com dimensões na faixa dos 10 nanômetros.

"Isso coloca o novo material na classe exclusiva de materiais de alta área superficial porosa, que inclui a sílica mesoporosa, as zeólitas, os MOFs [estruturas metal-orgânicas] e os nanotubos de carbono", disse Maria Stromme, membro da equipe que sintetizou o material.

As estruturas metal-orgânicas (MOFs) e as zeólitas têm áreas maiores por volume do que a upsalita, mas o que torna o carbonato de magnésio amorfo particularmente interessante é a facilidade de sua sintetização, que não exige qualquer molde ou material de apoio.

Bibliografia:

Artigo: A Template-Free, Ultra-Adsorbing, High Surface Area Carbonate Nanostructure
Autores: Johan Forsgren, Sara Frykstrand, Kathryn Grandfield, Albert Mihranyan, Maria Strømme
Revista: PLoS ONE
Vol.: 8(7): e68486
DOI: 10.1371/journal.pone.0068486





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