Materiais Avançados

Sólido com partículas móveis reage ao ambiente

Material sólido com partículas móveis reage ao ambiente
Em altas temperaturas (esquerda), as partículas se movem livremente nas gotículas e dão ao material uma forte cor vermelha; a temperaturas mais baixas (à direita) elas se aglomeram e alteram a cor do material para violeta acinzentado.[Imagem: D. D. Jiménez et al. - 10.1002/adma.201803159]

Compósito ativo

Como podem partículas se mover dentro de um material sólido sem que o material perca sua solidez?

"Você raramente quer que isso aconteça no aço, no concreto ou em plásticos, porque o movimento livre geralmente implica um ponto fraco no material. Em nossos nanocompósitos ativos, as partículas ficam desacopladas do material principal dentro de pequenos compartimentos, enquanto o restante permanece estável," explica o professor Tobias Kraus, do Instituto Leibniz de Novos Materiais, na Alemanha.

Foi o pesquisador David Jiménez quem descobriu um truque que permitiu fazer isto: Ele distribuiu pequenas gotículas de líquido em um polímero. As gotículas contêm nanopartículas de ouro que se movem livremente dentro de cada gota, algo que elas não poderiam fazer no sólido diretamente.

"As partículas agora estão livres para se aglomerar ou para se mover livremente em toda a gota. A cor do nanocompósito depende de quão longe as nanopartículas estão umas das outras, ele muda de vermelho-rubi para violeta-acinzentado em nosso exemplo. As partículas podem se separar novamente, e a mudança de cor é totalmente reversível," detalhou o professor Kraus.

Aplicações práticas

A olho nu não é possível discernir nem as gotículas e nem as nanopartículas internas. Todo o compósito é translúcido; ele muda de cor dependendo da temperatura.

"O resultado é relevante para aplicações que exigem materiais transparentes. Nós vislumbramos usá-los como revestimentos em filmes transparentes, por exemplo," disse Kraus.

No estágio atual, as partículas se aglomeram dependendo da temperatura. No futuro, a equipe pretende que o nanocompósito reaja a estímulos químicos. "Pode-se usar isso para visualizar diretamente altas concentrações de vitamina C ou toxinas, por exemplo," ponderou Kraus.

Bibliografia:

A translucent nanocomposite with liquid inclusions of a responsive nanoparticle dispersion
David Doblas Jiménez, Jonas Hubertus, Thomas Kister, Tobias Kraus
Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.201803159




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