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O Material Mais Precioso Que Os Diamantes

O Material Mais Precioso Que Os Diamantes

Sabemos que o diamante é o material mais denso criado pela natureza e até então, um dos mais valiosos do mundo em função de várias características físicas e químicas que agregam valor comercial em diversas aplicações. Entretanto, um grupo de pesquisadores conseguiu formar um material muito poroso, talvez que possui a maior porosidade dentre os fabricados em laboratório ou industrialmente até o momento.

Além disso, os mesmos pesquisadores confirmaram que a porosidade é a chave para material de alto desempenho e usados em sistemas que precisamos evoluir muito em tecnologia, como armazenamento de energia (baterias e células a combustível), mas também em tecnologias ambientais, filtros e catalisadores.

A chave está na porosidade

Pois é, leitores! Não é denso quanto o diamante, mas quanto mais poroso for um material de estado sólido, mais líquidos e gases será capaz de armazenar e mais área de contato irá oferecer para reações químicas. Em outras palavras, é o tipo de material desejado para várias tecnologias que ainda são promissoras.

É lógico que nem tudo são vantagens e existem desafios, pois uma quantidade grande demais de poros desestabiliza o material em termos de resistências, principalmente mecânica. É o que acontece, por exemplo, com as promissoras estruturas metal-orgânicas, ou conhecidas como MOFs (metal-organic framework).

Ao tentar encontrar o equilíbrio entre porosidade e estabilidade, pesquisadores alemães quebraram um recorde mundial: fabricaram a DUT-60, uma nova estrutura cristalina com a maior superfície específica e o mais alto volume específico de poros (5,02 centímetros cúbicos por grama) entre os materiais conhecidos.

A área de superfície específica descreve a soma de todos os limites superficiais que um material possui, incluindo os externos visíveis e os poros internos. E cerca de 90,3% da DUT-60 é volume livre (apenas ar)!

Com isto, a estrutura classificada como metal-orgânica pode absorver quantidades gigantescas de gases, o que a torna ideal para armazenagem de gases, como hidrogênio ou dióxido de carbono, por exemplo ou filtrar gases tóxicos do ar. Existem poucos compostos de baixa densidade que são mecanicamente estáveis o suficiente para serem acessíveis a gases sem que suas superfícies sejam destruídas.

Agora é hora de investir nos MOFs comerciais

O material foi desenvolvido por métodos computacionais avançados e, seguindo a receita, sintetizado em laboratório. O primeiro lote saiu custando alto valor e devido à sua produção muito complicada, o material chega a ser mais caro que o ouro e até mesmo os diamantes, sendo que atualmente, só pode ser sintetizado em pequenas quantidades de no máximo 50 miligramas por lote, segundo os pesquisadores.

Stefan Kaskel, da Universidade Técnica de Dresden, compara:

Se você imaginar a superfície interna de um grama de zeólita como uma área plana, ela cobriria cerca de 800 metros quadrados, e o grafeno chegaria a quase 3.000 metros quadrados. Um grama de DUT-60 atingiria uma área de aproximadamente 7.800 metros quadrados.

A equipe destaca e lembra, contudo, que está trabalhando a todo vapor e que já está produzindo versões de seus MOFs em lotes de vários quilogramas, que serão vendidos como um produto comercial e com preços mais razoáveis. Além disso, estão trabalhando em aplicações de materiais porosos dentro dos campos de armazenamento de gás, pesquisa ambiental, catálise, baterias e filtragem de ar.

Com a otimização destes novos materiais, podemos esperar diversos equipamentos eletrônicos evoluírem mais rapidamente e até mesmo o começo da chegada dos veículos à baterias e à células a combustível (com hidrogênio) em diversos mercados e com mais abrangência.

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Fontes: Inovação Tecnológica e artigo Balancing Mechanical Stability and Ultrahigh Porosity in Crystalline Framework Materials. Ines M. Hönicke, Irena Senkovska, Volodymyr Bon, Igor A. Baburin, Nadine Bönisch, Silvia Raschke, Jack D. Evans, Stefan Kaskel. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201808240

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Reinaldo Vargas

É Idealizador e Autor do UniversoNERD.Net. Gamer desde o Atari 2600, Streamer, Blogueiro e Professor Universitário de profissão e paixão. Sempre informado sobre games, tecnologia, ciência e ensino. Um Xbox Gamer, Insider e Preview, adora a Bethesda e a Rock Star e ama produzir conteúdo. Gamertag: reavargas