Receita de vidro orgânico: Quanto mais ingredientes, melhor

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/10/2021

Sandra Hultmark foi no sentido oposto ao dos "chefes" que desenvolvem receitas de vidro.
[Imagem: Chalmers University of Technology]

Formação dos vidros

Pesquisadores suecos conseguiram criar um novo tipo de vidro superestável e durável, com aplicações potenciais que vão desde telas digitais avançadas e novas tecnologias de células solares até medicamentos mais eficazes.

Os materiais que comumente chamamos de vidro são feitos principalmente à base de dióxido de silício, mas um vidro pode ser formado a partir de muitos materiais diferentes. Um vidro é um sólido amorfo, o que significa que os elementos em sua composição não formam cristais - ao passar de líquido para sólido, eles passam pelo processo de vitrificação, e não de cristalização.

Assim, os pesquisadores estão sempre procurando meios para forçar diferentes materiais a se solidificarem em um estado amorfo, o que pode levar ao desenvolvimento de novos tipos de vidro com propriedades melhoradas e novas aplicações.

É claro que isso é muito difícil, com o trabalho restrito à mistura de algumas poucas substâncias, que são derretidas e deixadas para endurecer nas mais variadas condições.

Fragilidade

De forma totalmente contrária a essa tática de experimentação por aproximação, Sandra Hultmark e seus colegas da Universidade Chalmers de Tecnologia descobriram que a mistura de muitas moléculas - até oito de cada vez - pode resultar em um material que tem um desempenho tão bom quanto o dos melhores formadores de vidro conhecidos atualmente.

Hultmark experimentou uma mistura de até oito moléculas diferentes de perileno que, individualmente, apresentam uma grande fragilidade - propriedade relacionada à facilidade de um material para formar um vidro.

Mas misturar as muitas moléculas resultou em uma diminuição substancial na fragilidade, produzindo um formador de vidro muito forte, com fragilidade ultrabaixa.

"A fragilidade do vidro que criamos no estudo é muito baixa, representando a melhor capacidade de formação de vidro que já medida, não apenas para qualquer material orgânico, mas também para polímeros e materiais inorgânicos, como vidros metálicos em massa. Os resultados são superiores até mesmo à capacidade de formação de vidro do vidro de janela comum, um dos melhores formadores de vidro que conhecemos," disse a pesquisadora.

Aumentar o número de ingredientes (8 moléculas no eixo x) diminuiu a fragilidade do vidro.
[Imagem: Sandra Hultmark et al. - 10.1126/sciadv.abi4659]

Vidros orgânicos estáveis

Aplicações importantes para vidros orgânicos mais estáveis são as tecnologias de telas, como as de OLEDs, e tecnologias de energia renovável, como as células solares orgânicas.

"Os OLEDs são construídos com camadas vítreas de moléculas orgânicas emissoras de luz. Se elas forem mais estáveis, isso pode melhorar a durabilidade de um OLED e, em última instância, da tela," disse Hultmark.

Outra aplicação que pode se beneficiar de vidros mais estáveis são os produtos farmacêuticos. Drogas amorfas se dissolvem mais rapidamente, o que auxilia na rápida absorção do ingrediente ativo após a ingestão. Por isso, muitos produtos farmacêuticos fazem uso de formadores de vidro. Para produtos farmacêuticos, é vital que o material vítreo não se cristalize com o tempo - quanto mais estável for o medicamento vítreo, maior será o prazo de validade do medicamento.

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