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Nanotecnologia

Nanopartículas mitológicas melhoram tintas e vernizes - Como, ninguém sabe

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/08/2020

Nanopartículas de Janus melhoram tintas e vernizes
As nanopartículas de Janus (camada vermelho/azul) organizam-se por conta própria, por um algum mecanismo desconhecido.
[Imagem: Yifan Li et al. - 10.1039/D0MH00589D]

Nanopartículas de Janus

Na mitologia romana, o deus Janus tinha duas faces para que pudesse ver claramente o passado e o futuro.

A nanotecnologia rapidamente descobriu que, no mundo microscópico, existem "partículas Janus", nanopartículas que têm propriedades físicas distintas de um lado e de outro.

O modelo mais comum de uma partícula de Janus é ter um lado hidrofílico (atraído pela água) e o outro hidrofóbico (repelente de água). Mas existem outras mais complexas, que têm permitido seu uso como microveículos impulsionados por uma reação química que só acontece em um dos seus lados.

Agora, Yifan Li e colegas da Universidade Binghamton, nos EUA, descobriram que é possível usar nanopartículas Janus para tornar as tintas, vernizes e revestimentos um pouco mais "verdes" - menos danosos ao meio ambiente.

"Estudos anteriores estavam fortemente focados em estruturas formadas por essas partículas em uma escala muito pequena, porque elas têm propriedades superficiais únicas. Neste estudo, estamos tentando usar essas partículas para melhorar o desempenho das tintas e revestimentos, algo em que ninguém nunca pensou," disse o professor Xin Yong, coordenador da pesquisa.

Tintas e revestimentos de próxima geração

Li fabricou partículas de Janus hidrofílicas/hidrofóbicas em grande quantidade, misturou-as com tintas comuns e então aplicou as tintas em diversas superfícies, para analisar como as nanopartículas se comportavam.

O resultado é que o lado hidrofílico das partículas se virou naturalmente para a superfície onde a tinta foi aplicada, ajudando o revestimento a aderir melhor, enquanto o lado hidrofóbico ficou voltado para o lado externo, o que tornou a tinta ainda mais repelente à água.

Os pesquisadores também constataram que as nanopartículas se difundem e se organizam rapidamente em camadas autoestratificantes, antes que a tinta seque, melhorando praticamente todos os aspectos do revestimento.

O que eles não conseguem explicar é como ou por que isso acontece - eles esperavam uma melhoria da tinta com as nanopartículas, mas nada que pudesse chegar ao nível observado.

"Atualmente, não existe nenhuma teoria que possa ser usada para explicar o comportamento de autoestratificação das partículas de Janus," disse o professor Shan Jiang. "Desta forma, mais estudos são necessários para investigar o mecanismo detalhadamente. Espero que, compreendendo totalmente os princípios da autoestratificação das partículas Janus, possamos projetar materiais de revestimento 'inteligentes' de próxima geração, mais ecologicamente corretos e com melhores propriedades."

A equipe acredita que as partículas de Janus também poderão se mostrar benéficas em muitas outras aplicações, incluindo cosméticos, impressão 3D e até formulações de medicamentos.

Bibliografia:

Artigo: Self-stratification of amphiphilic Janus particles at coating surfaces
Autores: Yifan Li, Fei Liu, Shensheng Chen, Ayuna Tsyrenova, Kyle Miller, Emily Olson, Rebecca Mort, Devin Palm, Chunhui Xiang, Xin Yong, Shan Jiang
Revista: Materials Horizons
DOI: 10.1039/D0MH00589D





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