Pesquisadores do Laboratório de Eletrônica Orgânica, Linkoping University, descobriram um material que pode aumentar e reduzir seu volume quando exposto a um pulso elétrico fraco. Em uma esponja, ou filtro, os pesquisadores podem controlar o tamanho das partículas que passam.

Materiais, como sólidos e géis, que mudam de volume dependendo da temperatura ou pH estão disponíveis há muito tempo. Esses materiais são usados ​​em unidades de controle (um exemplo das janelas em estufas que abrem e fecham automaticamente dependendo da temperatura). Eles também são usados ​​em robôs e em outros sistemas eletromecânicos e em aplicações na biomedicina. Uma propriedade que os pesquisadores possuem, Contudo, há muito procurado é a mudança de um material de uma forma sólida para um estado de gel com o auxílio de um sinal elétrico. É particularmente desejável que tal controle eletrônico da transição de fase seja reversível. O objetivo é conseguir controlar o volume por meios elétricos. Isso é possível nos materiais atuais, mas os pesquisadores só conseguiram atingir, no máximo, a duplicação do volume.

Cientistas do Laboratório de Eletrônica Orgânica, Campus Norrköping, agora descobriram um novo material, um polímero condutor, que pode aumentar seu volume por um fator de mais de 100. O material foi sintetizado em colaboração com pesquisadores do Imperial College de Londres. A mudança ocorre quando o material é colocado em um eletrólito e sujeito a uma tensão elétrica fraca de +0,8 V. Se uma tensão negativa, -0,8 V, em vez disso é aplicado, os contratos materiais, quase todo o caminho de volta ao seu volume original.

Esta é uma alteração de volume significativamente maior do que as relatadas anteriormente, não apenas em polímeros condutores, mas também em outros materiais controlados por um sinal elétrico.

Experimentos realizados por Johannes Gladisch e Eleni Stavrinidou envolveram o polímero condutor sendo colocado como um filme com uma espessura de alguns micrômetros ao redor de uma fibra de carbono eletricamente condutora (mostrado no vídeo linkado aqui). Quando pulsos elétricos com magnitudes de +0,5 V ou +0,8 V são aplicados, o material muda sua estrutura interna, em seguida, absorve água e é finalmente convertido em um gel que se expande para 14 ou 120 vezes o volume original. Quando pulsos de magnitude +/- 0,5 V são aplicados repetidamente, o material se expande em aproximadamente 300%, ou a três vezes, em relação ao seu estado de contratação anterior. A mudança de volume é reversível.

Os cientistas também descrevem uma aplicação no artigo, publicado em Ciência Avançada . Esta é uma esponja inteligente, ou filtro, em que eles podem controlar a expansão eletronicamente, e, desta forma, altere o tamanho dos poros em 85%.

"Podemos controlar o tamanho dos poros de um filtro eletronicamente, e potencialmente controlar ativamente o tamanho das partículas que passam. Isso significa que as propriedades desse filtro inteligente podem ser alteradas dinamicamente para permitir a passagem de diferentes tipos ou tamanhos de partículas. Esta função pode ser usada para peneirar, filtração, purificação, e na química do processo. Também pode ter aplicações em medicina e bioquímica ", diz Magnus Berggren, professor de eletrônica orgânica e diretor do Laboratório de Eletrônica Orgânica.