Nanoflor de ferrugem pode armazenar sua energia

Redação do Site Inovação Tecnológica 

É uma flor sem cheiro, mas o material de que é feita é promissor no campo da energia. [Imagem: D Arcy lab/Washington University]

Nanoflor

Seus criadores a chamam de "nanoflor" - uma flor em escala nanométrica - mas se você pudesse tocar suas pétalas microscópicas as acharia frias e duras - e enferrujadas.

Embora sua camada externa seja um tipo de plástico, o esqueleto interno da nanoflor é formado realmente por ferrugem comum.

E, agora, com uma maneira simples de fabricar esse tipo de compósito eletricamente condutor com uma elevada área superficial, ele entra como candidato natural para aplicações de transferência e armazenamento de energia em larga escala.

"A ferrugem sempre representará um desafio na atmosfera úmida e oxigenada da Terra. A corrosão torna as estruturas frágeis e diminui a capacidade dos componentes de funcionar adequadamente. Mas, em nosso laboratório, aprendemos a controlar o crescimento da ferrugem para que ela possa servir a um propósito importante," disse Julio D'Arcy, da Universidade de Washington, nos EUA.

Polímeros condutores - a base da eletrônica orgânica - contam com uma combinação de materiais orgânicos e inorgânicos, geralmente um núcleo de metal e um invólucro de plástico, tudo fabricado de uma vez só.

D'Arcy e sua equipe desenvolveram uma técnica que combina a síntese baseada em vapor com a hidrólise baseada em solução, o que lhes permitiu controlar o processo e, portanto, o resultado final. Além das curiosas nanoflores tridimensionais, eles construíram nanoplacas bidimensionais e nanofibras unidimensionais, abrindo caminho para o uso do material em diversas condições e aplicações.

Polímero enferrujado

Este experimento na verdade amplia muito a compreensão que os cientistas tinham até agora dos mecanismos químicos envolvidos na deposição da ferrugem e na formação dos polímeros, o que permitirá manipular mais facilmente as estruturas dos materiais, projetando novas funcionalidades - neste caso, sobretudo no campo da energia.

A quantidade de eletricidade que esses condutores orgânicos conseguem transferir ou armazenar - se forem usados como eletrodos em baterias, por exemplo - depende tanto das portadoras de carga que possuem quanto das rotas que esses elétrons devem cruzar pelo material, e essas duas propriedades podem ser controladas durante a síntese.

Quanto às nanoflores, D'Arcy disse que elas vão render novas sementes em breve. Há 16 fases estáveis de ferrugem, todas com diferentes morfologias em nanoescala - o suficiente para cultivar um jardim inteiro enferrujado.

Bibliografia:

Metal Oxide-Assisted PEDOT Nanostructures via Hydrolysis-Assisted Vapor-Phase Polymerization for Energy Storage
Hongmin Wang, Yifan Diao, Micah Rubin, Luciano M. Santino, Yang Lu, Julio M. D’Arcy
Applied Nano Materials
Vol.: 1 (3), pp 1219-1227
DOI: 10.1021/acsanm.7b00382