Nanoplanetas de metal líquido prometem novos mundos para a química

Caros Leitores;

A estrutura das nanogotas (à direita) oferece inúmeras aplicações práticas.

[Imagem: Caiden Parker/RMIT]

Um planeta em uma gota

Pesquisadores australianos criaram nanogotas que imitam a estrutura do planeta Terra, com uma crosta externa, um manto de metal líquido e um núcleo sólido.

Essas minúsculas esferas criam novas oportunidades de pesquisa em química fundamental, no estudo dos interessantes metais líquidos, bem como aplicações tão diversas quanto eletrônica flexível, materiais de mudança de fase, catalisadores, células de combustível e antimicrobianos.

"As estruturas semelhantes a planetas são como pequenos laboratórios em miniatura, permitindo-nos estudar como os metais fundidos se comportam em nível atômico," disse o professor Torben Daeneke, da Universidade RMIT. "Assim, as aplicações potenciais da nova tecnologia são extremamente amplas. Qualquer indústria que necessite de nanomateriais pode utilizar o sistema, com os metais constituintes variando de acordo com a aplicação".

De fato, embora tenham feito sua demonstração inicial usando um sistema cobre-gálio, importante em pesquisas sobre a oxidação eletrocatalítica do etanol, os pesquisadores acreditam que a técnica deverá funcionar usando outras combinações de sistemas de ligas de soluto e solvente, começando com prata, zinco ou bismuto em gálio líquido, estanho ou índio, cada um deles usado nas aplicações vistas como mais promissoras pela equipe.

Processo de síntese e micrografia de uma nanogota planetária.
[Imagem: Caiden Parker/RMIT]

Gotas de metal líquido

As nanogotículas de metal líquido são criadas por agitação mecânica usando ondas sonoras em um solvente, como etanol ou água. Para evitar a quebra da liga metálica, a equipe desenvolveu um processo de síntese termal, em que um fluido de suspensão de sal fundido e um calor de cerca de 400 ºC garantem que o metal soluto esteja completamente dissolvido.

O núcleo intermetálico sólido é a chave para alcançar uma mistura mais homogênea, "bloqueando" a mesma quantidade de soluto (isto é, os metais alvo) em cada gota de liga. Já a presença do núcleo sólido é que viabiliza o uso muito interessante das nanogotículas semelhantes a planetas em reações catalíticas, acelerando as reações químicas.

A síntese de nanogotículas de metal líquido chamou a atenção porque, com as inúmeras aplicações emergentes de catálise, detecção e nanoeletrônica, é importante contar com materiais que ofereçam grandes áreas de superfície.

Os metais líquidos emergiram como uma nova fronteira promissora de pesquisa química nos últimos anos, funcionando como uma interface de reação para solventes e catalisadores. Eles também podem operar como material funcional, com alta condutividade, devido às ligações metálicas deslocalizadas, e um interior macio e fluido.

Bibliografia:

Artigo: Synthesis of Planet-Like Liquid Metal Nanodroplets with Promising Properties for Catalysis
Autores: Caiden J. Parker, Vaishnavi Krishnamurthi, Karma Zuraiqi, Chung Kim Nguyen, Mehmood Irfan, Fahad Jabbar, Dan Yang, Mew P. Aukarasereenont, Edwin L. H. Mayes, Billy J. Murdoch, Aaron Elbourne, Ken Chiang, Torben Daeneke
Revista: Advanced Functional Materials
Vol.: 2304248
DOI: 10.1002/adfm.202304248

Fonte: Redação do Site Inovação Tecnológica  / Publicação 18-09-2023

https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=nanoplanetas-metal-liquido-prometem-novos-mundos-quimica&id=010165230919

Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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