p Uma equipe de pesquisadores descobriu uma nova maneira de produzir um material polimérico chamado PBO, um produto conhecido comercialmente como Zylon que é usado em coletes à prova de balas e outros tecidos de alto desempenho. A nova abordagem pode ser útil para fazer produtos PBO que resistem à degradação, um problema que afetou materiais baseados em PBO no passado. p "Nós mostramos que usando um catalisador de nanopartículas, podemos produzir PBO em condições mais ecologicamente corretas e sem usar um produto químico conhecido por fazer com que esses materiais se degradem inesperadamente, "disse Shouheng Sun, professor de química na Brown University e co-autor de um novo artigo que descreve a pesquisa. "Achamos que este poderia ser um caminho para a fabricação de materiais PBO mais robustos."

p A pesquisa é descrita na revista. Matéria .

p A forma tradicional de fazer PBO (seu nome completo é polibenzoxazol) envolve o uso de ácido polifosfórico (PPA) como catalisador para as reações químicas necessárias e como solvente. PPA é um forte, ácido altamente corrosivo e foi apontado como a fonte de degradação do PBO. As moléculas do ácido se alojam na cadeia do polímero, deixando as fibras suscetíveis à degradação quando expostas à luz e umidade ao longo do tempo. Essa degradação levou ao recall de coletes à base de PBO no passado.

p O laboratório da Sun em Brown tem trabalhado extensivamente com catalisadores de nanopartículas compostas capazes de realizar as novas reações necessárias para fazer PBO, e eles fazem isso sem usar o PPA. Catalisar as reações com nanopartículas também exigiria menos energia e pode ser realizado usando ácido fórmico renovável como fonte de hidrogênio. Tudo isso torna o processo de produção mais verde.

p Até agora, Contudo, catalisadores de nanopartículas compostas têm sido amplamente usados ​​para fazer apenas pequenas moléculas orgânicas. Seja um catalisador composto, que, neste caso, é feito de partículas de ouro e ligas de paládio, poderia ser usado para catalisar o crescimento controlado de cadeias de polímero era anteriormente desconhecido.

p "A questão-chave que estávamos tentando responder é se podemos controlar as reações para obter um bom controle sobre o grau de polimerização, "Disse Sun." No final das contas, mostramos que poderíamos fazer isso ajustando a composição e o tamanho das nanopartículas de liga em nosso catalisador. "

p Uma composição de liga de quase 40 por cento de ouro e 60 por cento de paládio mostrou-se ideal para controlar a taxa de reações necessárias para fazer o PBO. Partículas em torno de 8 nanômetros de tamanho produziram uma velocidade de reação que maximizou o peso molecular dos polímeros PBO.

p Para descobrir se o PBO era de fato resistente à degradação, a equipe trabalhou com pesquisadores na Escola de Engenharia de Brown para realizar testes mecânicos. Esses testes mostraram que os polímeros PBO feitos com o catalisador de nanopartículas eram mais resistentes à degradação do que o Zylon comercialmente disponível - mesmo depois de serem fervidos em água e ácido por dias.

p Os pesquisadores afirmam que os trabalhos futuros se concentrarão na geração de polímeros PBO com pesos moleculares mais elevados. Os polímeros gerados para este estudo eram significativamente mais leves do que os do produto de grau comercial, o que limita sua resistência mecânica inicial. Ainda, os pesquisadores dizem, o trabalho é uma forte prova de conceito para a ideia de que nanopartículas compostas podem produzir PBO resistente à degradação.

p Jerome Robinson, um professor assistente de química na Brown e um co-autor do estudo, observou que a experiência diversificada da equipe de pesquisa da Brown foi crítica para o sucesso deste trabalho.

p "Foi muito importante que pudéssemos colaborar com engenheiros e outros pesquisadores, "Robinson disse." Ser capaz de atravessar a rua até a Escola de Engenharia e fazer os testes mecânicos foi ótimo, e acho que temos a equipe certa para levar essa pesquisa adiante. "