SÓLIDO QUE SE COMPORTA COMO LÍQUIDO VAI MINIATURIZAR BATERIAS

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 (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. FONTE: inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=solido-comporta-se-como-liquido&id=010160160908

ENCONTRADAS NUVENS DE GASES "IMPENETRÁVEIS" COMO SÓLIDOS

Gases, como todos sabemos, não oferecem muita resistência. Ou seja, se você tentar atravessar uma nuvem de gás, você não vai encontrar problema algum para passar por ela. O mesmo é válido para duas nuvens de gases que se encontram: eles passam direto uma pela outra. Físicos do Massaschusetts Institute of Technology (MIT), Estados Unidos, porém, observaram a primeira exceção à regra: duas nuvens de gases ultra-frios que se chocam como se fossem sólidos. Os pesquisadores tinham a intenção de usar átomos de lítio gasoso como modelo para elétrons em sistemas de fortes interações – isto é, sistemas em que partículas atômicas são propensas a colidirem umas com as outras. Eles estavam tentando estudar as circunstâncias em que os elétrons e quarks formam um determinado estado da matéria. Em vez disso, o que eles descobriram foi um fenômeno surpreendente que poderia ajudar a explicar o comportamento dos sistemas como estrelas de nêutrons, supercondutores de alta temperatura ou a a sopa de quarks e glúons que existiu logo após o Big Bang. Para conseguir o efeito do gás impenetrável (nomenclatura nossa, não deles), a equipe do MIT resfriou os isótopos de lítio até cerca de 50 bilionésimos de um grau Kelvin – ou um fio de cabelo antes do zero absoluto. Depois de separar o gás em duas nuvens, com um campo magnético, a equipe usou então uma armadilha de luz laser para empurrá-los um em direção ao outro. No entanto, ao invés de se difundir, como é comum (e esperado), os gases se colidiram como sólidos. As nuvens de gás não são exatamente impenetráveis. Elas acabaram por se dispersar uma na outra, mas apenas depois de que um longo segundo se passou – um segundo é uma quantidade muito longa de tempo quando se está trabalhando em escala atômica. A descoberta, porém, tem um potencial de investigação para além do interesse genérico (gases impenetráveis!). Limitando o gás de lítio a duas dimensões, os pesquisadores poderiam simular os elétrons em semicondutores de alta temperatura, uma tecnologia-chave para a criação de linhas de transporte de eletricidade de longo alcance – eficientes o suficiente para apoiar uma economia de energia renováveis. A descoberta também pode ser usada para simular outros sistemas de forte interação encontrados em escalas muito maiores no cosmos, como os de estrelas de nêutrons – que são muito menores em tamanho do que o nosso sol, mas com muito mais massa. FONTE:PopSci