Novos materiais

Sólido que se comporta como líquido vai miniaturizar baterias

Redação do Site Inovação Tecnológica -  08/09/2016

Os íons passam pelo interior do material sólido como se ele fosse um líquido. [Imagem: ACS/JACS]

Sólido ou líquido?

Um sólido que se comporta como um líquido - e que não seja um material granulado - pode parecer algo bizarro, mas é justamente isso o que Demetrius Vazquez-Molina, da Universidade Central da Flórida, nos EUA, acaba de descobrir.

De acordo com as primeiras análises, o material pode abrir um mundo de novas possibilidades de aplicações no campo da eletrônica e da computação, da óptica e principalmente das baterias.

Tudo começou quando Demetrius pressionou um material chamado COF-5, uma nanoesponja sintética e não-inflamável, para formar estruturas maiores. Ao analisar a estrutura das peças finais, usando difração de raios X, o material parecia exibir uma estrutura cristalina interna muito estranha e diferente do que seria de se esperar.

O resultado da análise mostrou que as estruturas cristalinas dentro das peças prensadas assumem padrões precisos que permitem que íons fluam livremente, como se estivessem dentro de um líquido - um autêntico sólido com comportamento de líquido.

Bateria totalmente sólida

Imediatamente a equipe pensou nas baterias de lítio, que precisam de eletrólitos líquidos para que os íons de lítio fluam - mas esses eletrólitos têm limitações e vários riscos, e são eles que tornam as baterias grandes.

Usar um material sólido para que os íons de lítio fluam de um eletrodo para outro dentro da bateria pode se mostrar algo revolucionário.

"Nós ainda precisamos fazer muitos testes, mas isto é muito promissor. Se pudermos eliminar a necessidade de um líquido e usar outro material que não seja flamável, isso exigirá menos espaço e menos invólucros, o que pode realmente mudar as coisas. Isso significará baterias menores e mais leves," disse o professor Fernando Uribe-Romo, coordenador da equipe.

A estrutura cristalina desse sólido com jeitão de líquido também poderá avançar a miniaturização da eletrônica e otimizar a transferência de dados por meio de luz.

Bibliografia:

Mechanically Shaped Two-Dimensional Covalent Organic Frameworks Reveal Crystallographic Alignment and Fast Li-Ion Conductivity
Demetrius A. Vazquez-Molina, Gavin S. Mohammad-Pour, Chain Lee, Matthew W. Logan, Xiangfeng Duan, James K. Harper, Fernando J. Uribe-Romo
Journal of the American Chemical Society
Vol.: 138 (31), pp 9767-9770
DOI: 10.1021/jacs.6b05568

Novos materiais

Madeira transparente anula inclinação do Sol e faz iluminação natural homogênea

Redação do Site Inovação Tecnológica -  25/08/2016

A madeira transparente anula o ângulo de inclinação da luz conforme o Sol se move. [Imagem: University of Maryland/Advanced Energy Materials]

Travando o Sol

A madeira transparente, um material só descoberto neste ano, parece ser mais versátil e mais útil do que se imaginava a princípio.

Uma das equipes pioneiras no desenvolvimento desse novo material acaba de demonstrar que janelas e telhados feitos de madeira transparente não apenas garantirão maior eficiência energética e melhor isolamento térmico, como também permitirão um tipo de iluminação que não pode ser obtido com nenhum material conhecido hoje.

A grande vantagem, em comparação com o vidro, por exemplo, é que a madeira transparente elimina o ofuscamento causado pelo brilho excessivo e garante uma iluminação uniforme ao longo do dia, independentemente da posição do Sol - ela anula o ângulo de inclinação da luz conforme o Sol se move.

Os canais na madeira dirigem a luz visível diretamente através de todo o painel de madeira transparente, mas a estrutura celular da madeira que permanece no material final direciona a luz sempre do mesmo modo. Além disso, esses resquícios dos canais celulares geram um efeito de "neblina", o que significa que a luz não incide diretamente sobre os olhos.

"Isso significa que o seu gato não terá de se levantar a cada poucos minutos para se ajustar ao seu agradável facho de Sol," explica Tian Li, da Universidade de Maryland, nos EUA. "A luz do Sol vai ficar sempre no mesmo lugar. Além disso, o quarto fica o tempo todo com uma iluminação homogênea."

Madeira transparente

Trabalhar com a madeira transparente é semelhante a trabalhar com a madeira natural. A madeira transparente, porém, é à prova d'água, devido ao polímero que entra em sua composição. Além disso, ela é muito menos quebrável do que o vidro porque sua estrutura celular interna resiste ao estilhaçamento.

O próximo passo é começar a construir painéis de madeira transparente maiores, que possam ter aplicações práticas - a equipe trabalhou com quadrados de 2 cm x 2 cm.

Bibliografia:

Wood Composite as an Energy Efficient Building Material: Guided Sunlight Transmittance and Effective Thermal Insulation
Tian Li, Mingwei Zhu, Zhi Yang, Jianwei Song, Jiaqi Dai, Yonggang Yao, Wei Luo, Glenn Pastel, Bao Yang, Liangbing Hu
Advanced Energy Materials
DOI: 10.1002/aenm.201601122