Penas de pássaro servem de fonte para o desenvolvimento de materiais inovadores destinados a baterias e filtros

Os pesquisadores suíços, liderados por Carla Rico do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça (ETH), embarcaram em uma missão para replicar a cor estrutural das penas do pássaro azul oriental (Sialia sialis) em laboratório. A intensa tonalidade azul dessas penas de pássaro é resultado de nanoestruturas complexas, uma rede de canais com diâmetros de algumas centenas de nanômetros, que reflete a cor de maneira única.

A equipe utilizou uma abordagem inovadora, começando com uma borracha de silicone transparente. Rico imergiu o material flexível em uma solução oleosa, permitindo que ele absorvesse a solução enquanto inchava durante vários dias a 60 ºC em um forno. Posteriormente, a mistura foi resfriada, e a borracha foi removida da solução oleosa.

Nanoestrutura da borracha

Embora não tenham alcançado pleno êxito na replicação da cor azul desejada, o processo alterou a nanoestrutura da borracha, resultando em uma rede de estruturas semelhante àquelas presentes nas penas do pássaro azul. A principal discrepância reside na espessura dos canais formados: enquanto as nanoestruturas nas penas do pássaro medem cerca de 200 nanômetros, o material sintético atingiu aproximadamente 800 nanômetros. Esse avanço parcial já representa um sucesso notável na pesquisa, indicando potenciais aplicações futuras em melhorias para baterias e sistemas de filtragem de líquidos.

Este avanço já representa um marco significativo, abrindo portas para possíveis aplicações técnicas e sustentáveis do novo material. As baterias, em particular, emergem como beneficiárias diretas dessa inovação. Nas baterias convencionais, os íons movem-se entre os eletrodos através de um eletrólito líquido. Um dos principais desafios enfrentados pelas baterias ao longo do tempo é a reação entre os íons e o eletrólito líquido, resultando no contato físico entre os eletrodos e danificando a bateria.

Desenvolvimento do material

O material desenvolvido oferece a perspectiva de substituir os eletrólitos líquidos por eletrólitos sólidos, apresentando uma estrutura de rede de canais interligados. Isso evitaria o contato físico entre os eletrodos, preservando a eficiência no transporte de íons pela bateria, potencialmente prolongando sua vida útil.

Além das baterias, os filtros de água também podem se beneficiar dessa inovação. Ao otimizar as propriedades de transporte através dos canais interligados e de grandes áreas de superfície, os filtros podem ser aprimorados para uma remoção mais eficiente de contaminantes, como bactérias ou outras partículas.

Apesar desses avanços promissores, a pesquisadora Carla Rico destaca que o produto ainda não está pronto para o mercado. Embora o material emborrachado seja acessível e fácil de obter, a fase oleosa envolvida no processo é considerada dispendiosa. A pesquisa futura pode necessitar de materiais mais acessíveis para viabilizar a aplicação prática dessas inovações.

De acordo com Nature.

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