p O cobre adorna a Estátua da Liberdade, torna resistente, fiação acessível, e ajuda nosso corpo a absorver o ferro. Agora, pesquisadores da Duke University gostariam de usar cobre para transformar a luz solar e a água em um combustível químico. p Converter a energia solar em combustível armazenável continua sendo um dos maiores desafios da química moderna. Uma das maneiras que os químicos tentaram capturar a força do sol é através da divisão da água, em que os átomos de H2O são quebrados para que o hidrogênio possa ser coletado e usado como combustível. As plantas fazem isso naturalmente por meio da fotossíntese, e por meio século, cientistas tentaram recriar esse processo mexendo com catalisadores químicos impulsionados pela luz solar.

p Óxido de índio e estanho (ITO) é um material que eles costumam tentar usar. Os pesquisadores o preferem por sua transparência - que permite que a luz solar passe e acione as reações de divisão da água - e sua capacidade de conduzir eletricidade. Mas ITO está longe de ser um material ideal.

p "O índio não é muito abundante, "disse Ben Wiley, professor assistente de química na Duke University. "É semelhante em abundância à prata na crosta terrestre." Como resultado, células de combustível solar usando ITO provavelmente permanecerão caras e não competitivas com fontes de energia convencionais, como carvão e gás natural, ele disse.

p O laboratório de Wiley criou algo que eles esperam que possa substituir o ITO:nanofios de cobre fundidos em um filme transparente. A equipe - incluindo dois pesquisadores de pós-doutorado, um estudante de graduação, e um ex-aluno de graduação da Duke - publicou sua nova abordagem no mês passado no periódico de química Angewandte Chemie .

p O cobre é 1000 vezes mais abundante e 100 vezes mais barato que o índio. Os catalisadores de nanofios de cobre também custam menos para serem produzidos do que suas contrapartes ITO porque podem ser "impressos" em pedaços de vidro ou plástico em forma de tinta líquida, usando uma máquina que funciona como uma impressora. Produção de ITO, por contraste, requer grande, câmaras sequenciais de bombas e vácuos que depositam uma fina camada de átomos de índio em uma taxa muito mais lenta.

p Os filmes de nanofios de cobre consistem em redes de hastes de metal microscópicas, as propriedades e aplicações que o laboratório de Wiley estudou durante anos. Os nanofios fornecem uma grande área de superfície para catalisar a química, e a equipe de Wiley experimentou revesti-los com cobalto ou níquel - metais que servem como o verdadeiro catalisador químico. Mesmo com uma camada de cobalto ou níquel, os filmes de nanofios permitem a passagem de quase sete vezes mais luz do sol do que o ITO. Os filmes também são flexíveis, levando Wiley a imaginar as células de combustível completas um dia sendo fixadas em mochilas ou carros.

p Enquanto isso, desafios de engenharia e química permanecem. Os filmes de nanofios realizam apenas metade da equação de divisão da água, um processo denominado oxidação da água. A outra metade da reação envolve o uso de elétrons obtidos da oxidação da água para reduzir a água a hidrogênio. A equipe de Wiley espera publicar seu trabalho nesse processo no próximo ano.

p "Muitos grupos estão trabalhando para montar dispositivos completos para gerar combustíveis a partir da luz solar, " ele disse, mas "a eficiência e os custos desses sistemas têm que ser melhorados para que cheguem à comercialização [produção]".

p Wiley observou que a produção de energia solar é apenas uma das aplicações dos filmes de nanofios de cobre que estudam. Os nanofios também são promissores para uso em telas sensíveis ao toque flexíveis, LED orgânico (ou OLED) e vidro inteligente.