Cientistas criam folhas magnéticas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/08/2010

A natureza não fabrica carbetos com muita frequência, um sinal de que esse não é um processo fácil ou simples. Mas a própria natureza trouxe a solução.
[Imagem: Angewandte]

Cientistas do Instituto Max Planck, na Alemanha, construíram uma folha magnética composta inteiramente por um complexo composto de ferro.

A folha de carbeto de ferro (Fe3C) não é apenas magnética, mas também condutora de eletricidade, o que torna o material adequado para uma série de aplicações, incluindo a eletrólise da água para a produção de hidrogênio.

Carbetos

O formato de folha da estrutura está mais ligado à criatividade dos cientistas para sintetizar o material do que à sua funcionalidade propriamente dita. O fato de ser formada por um carbeto é de longe o aspecto mais importante da pesquisa.

A maioria dos fenômenos naturais envolve a formação de óxidos, carbonatos ou fosfatos.

Mas os carbetos são materiais de grande interesse tecnológico, graças à sua grande dureza e elevada capacidade de magnetização. Eles suportam bem o estresse mecânico e as altas temperaturas, o que os torna interessantes para aplicações catalíticas e eletroquímicas.

Mas, se a natureza não fabrica carbetos com muita frequência, é sinal de que esse não é um processo fácil ou simples. E não é mesmo. Suas características físico-químicas nascem de uma estrutura cristalina cujo crescimento é muito difícil de controlar. Com isto, o material produzido nem sempre sai com todo o potencial que a teoria lhe atribui.

Molde biológico

Mas Zoe Schnepp e seus colegas foram buscar justamente na natureza uma fonte de inspiração para produzir os carbetos - eles usaram uma folha como um molde biológico para sintetizar o material.

A folha foi inicialmente mergulhada em uma solução de acetato de ferro. Depois de seca a 40° C em ar ambiente, ela foi aquecida em uma atmosfera de nitrogênio a 700° C.

Nesse processo, o esqueleto da folha, basicamente lignina e celulose, se decompôs em uma matriz rica em carbono, enquanto o acetato de ferro se decompôs em óxido de ferro.

A redução do óxido de ferro pelo esqueleto de carbono da folha produziu carbeto de ferro poroso com o mesmo formato da folha.

Esta é a primeira técnica capaz de produzir carbetos em um único passo. Além disso, os tipos de aplicações nas quais eles são mais interessantes exigem formatos precisos e complexos, um desafio magistralmente resolvido pelo molde biológico - se é possível produzir o material no complexo formato de uma folha, é possível imaginar virtualmente qualquer outro formato.

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