p As ligas Heusler são materiais magnéticos feitos de três metais diferentes que não são magnéticos individualmente. As ligas são amplamente utilizadas por suas propriedades magnéticas e termoelétricas, e sua capacidade de recuperar sua forma original após ser deformada, conhecido como memória de forma. As investigações do cientista de materiais avançados da Universidade de Tohoku, An-Pang Tsai, e colegas agora mostram que esses materiais também podem ser ajustados para acelerar as reações químicas. Esta capacidade catalítica é revisada na revista Ciência e Tecnologia de Materiais Avançados . p As ligas de Heusler têm uma composição típica de duas partes de metal X, uma parte de metal Y, e uma parte de metal Z (X2YZ). Cada um dos três vem de uma região distinta da tabela periódica dos elementos. A liga Heusler original, descoberto em 1898, era Cu ₂ MnAl, feito de cobre, manganês e alumínio. Muitas outras combinações de metais foram posteriormente encontradas no arranjo X2YZ.

p Enquanto Tsai e seus colegas investigavam outro tipo de estrutura, chamados quasicristais, no final dos anos 1980, eles criaram uma série de novos compostos substituindo elementos existentes por outros de seus mesmos grupos na tabela periódica, contanto que eles tivessem um tamanho atômico semelhante. Posteriormente, eles aplicaram esse conceito para fabricar um grande número de novas ligas Heusler.

p Tsai e seus colegas investigaram o potencial de 12 ligas de Heusler como catalisadores para hidrogenação de propino, uma reação que é usada na indústria de plásticos, e para a oxidação de monóxido de carbono, um processo importante para controlar a poluição. Eles usaram elementos relativamente baratos para fabricar suas ligas e encontraram catalisadores promissores que eram muito seletivos para a hidrogenação do propino. Isso envolveu uma combinação de cobalto para o metal X, manganês ou ferro para metal Y, e gálio ou germânio para o metal Z. A equipe suspeitou que as propriedades catalíticas das ligas poderiam ser ajustadas para reações-alvo específicas. Eles também descobriram que o metal X é o principal elemento ativo nessas reações, enquanto os elementos Y e Z estão envolvidos na atividade do catalisador, seletividade e durabilidade. Algumas ligas, como um feito de cobalto, titânio e estanho, também se mostrou promissor para a oxidação do monóxido de carbono.

p Tsai e seus colegas acreditam em informática de materiais, que usa big data para descobrir novos materiais, pode ser particularmente relevante para a descoberta de novos catalisadores de ligas de Heusler por causa de seu arranjo bem definido.

p Espera-se que pesquisas futuras se concentrem na incorporação de nanopartículas contendo elementos catalíticos na estrutura cristalina das ligas de Heusler. Isso aumentaria a área de superfície disponível para reações catalíticas, melhorando a atividade catalítica do material.

p "Era a paixão do professor Tsai brincar com os elementos e criar novos materiais, com grande sucesso desde o início, "diz Alok Singh do Instituto Nacional de Ciência de Materiais do Japão." Ele patenteou seus trabalhos recentes, e esperamos vê-los em operação em colaboração com a indústria. Enquanto isso, seus colegas continuarão trabalhando em seu desenvolvimento, com o seu progresso inspirando mais trabalho. "