Engenheiros da Texas A&M University e Virginia Tech relatam novos insights importantes sobre ouro nanoporoso - um material com aplicações crescentes em várias áreas, incluindo armazenamento de energia e dispositivos biomédicos - tudo sem entrar em um laboratório.

Em vez de realizar experimentos adicionais, a equipe usou um software de análise de imagem desenvolvido internamente para "minerar" a literatura existente sobre ouro nanoporoso (NPG). Especificamente, o software analisou fotografias de NPG de cerca de 150 artigos revisados ​​por pares, medir rapidamente as principais características do material que os pesquisadores então correlacionaram com as descrições escritas de como as amostras foram preparadas. Um dos resultados? Uma receita, Do tipo, para saber como fazer NPG com características específicas.

"Conseguimos reverter uma lei quantitativa que explica como você pode alterar os recursos do NPG alterando os tempos e temperaturas de processamento, "disse Ian McCue, um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Texas A&M. McCue é o autor principal de um artigo sobre o trabalho publicado online na edição de 30 de abril da Relatórios Científicos .

A equipe também identificou um novo parâmetro relacionado ao NPG que poderia ser usado para ajustar melhor o material para aplicações específicas.

"Antes do nosso trabalho, os engenheiros conheciam um 'botão' ajustável para NPG. Agora temos um segundo que pode nos dar ainda mais controle sobre as propriedades do material, "disse Josh Stuckner, um estudante de graduação na Virginia Tech e co-autor do artigo. Stuckner desenvolveu o software que permitiu os novos insights.

Outros autores são o Dr. Michael J. Demkowicz, professor associado do departamento de ciência e engenharia de materiais da Texas A&M, e Dr. Mitsu Murayama, professor associado da Virginia Tech.

O ouro nanoporoso foi estudado por cerca de 15 anos, mas pouco se sabe sobre suas características físicas e os limites de sua capacidade de ajuste para aplicações específicas, a equipe escreve em Relatórios Científicos .

O material é uma rede porosa tridimensional de fios entrelaçados, ou ligamentos. Vários ligamentos, por sua vez, conectar em pontos chamados nós. Todos esses recursos são quase inimaginavelmente pequenos. Stuckner observa, por exemplo, que alguns dos poros menores caberiam em cerca de três fitas de DNA lado a lado. Como resultado, McCue disse que a estrutura geral é muito complexa e tem sido extremamente difícil e demorado medir características como o comprimento entre os nós e os diâmetros dos ligamentos. Mas o software de Stuckner mudou isso.

"Manualmente, pode levar de 20 minutos a mais de uma hora para medir os recursos associados a uma imagem, "Stuckner disse." Podemos fazer isso em um minuto, ou até mesmo dizer ao computador para medir uma série de imagens enquanto vamos embora. "

Tentativas anteriores de medir os recursos do NPG levaram a conjuntos de dados muito pequenos de cinco ou seis pontos de dados. A equipe Texas A &M / Virginia Tech analisou cerca de 80 pontos de dados. Este, por sua vez, permitiu que a equipe criasse a nova descrição quantitativa dos recursos do NPG associados a diferentes técnicas de processamento. Tudo isso sem fazer experimentos reais, apenas mineração e análise de dados inteligentes, disse McCue.

O trabalho também levou a novas diretrizes de publicação para futuros pesquisadores. Dos 2, 000 artigos que a equipe analisou originalmente, apenas 150 tinham informações úteis.

"Tivemos que descartar muitos dados devido à baixa qualidade da imagem ou à falta de informações escritas sobre como um determinado NPG foi processado, "Disse McCue." As novas diretrizes podem evitar isso, em última análise, permitindo uma melhor mineração de dados não apenas para NPG, mas para outros materiais. "