p Em nossa vida cotidiana, não é incomum ver o mesmo material em diferentes estados. Tome por exemplo a água:é um líquido à temperatura ambiente, podemos converter em gelo quando resfriados abaixo de 0 ° C e torna-se um gás quando aquecido acima de 100 ° C. As passagens entre esses diferentes estados da matéria são chamadas de transições de fase. p As transições de fase são a expressão da organização e das interações de moléculas e átomos dentro dos materiais, e por isso têm sido amplamente estudados por físicos, químicos, biólogos, e muitos mais.

p Algumas transições de fase, embora previsto pela teoria, permanecem elusivos e sua existência não pode ser verificada com experimentos, por causa das condições adversas em que ocorrem. É o caso da transição de adsorção / dessorção de polímeros.

p Os polímeros são moléculas longas constituídas pela repetição - muitas vezes mais de mil vezes - da mesma unidade, chamado monômero. Essa estrutura particular traz uma série de propriedades interessantes. Por exemplo, uma molécula de polímero pode aderir fortemente a uma superfície, mesmo se a interação entre um único monômero e a superfície for muito fraca: l'union fait la force . Na verdade, a fim de separar toda a molécula da superfície, seria necessário remover um por um todos os monômeros que estão fracamente ligados, o que é muito improvável de ocorrer. As cadeias de polímero são aquelas consideradas irreversivelmente adsorvidas, isso é, uma cadeia de polímero deve aderir a uma superfície, por um tempo extremamente longo, basicamente para sempre.

p Teóricos propuseram que o estado adsorvido é, em vez de, transitório e, quando aquecido bem acima da temperatura ambiente, as moléculas de polímero devem ser dessorvidas e deixar a superfície. Esta seria a transição de adsorção / dessorção.

p Até agora, Contudo, ninguém poderia verificar essas ideias, porque as temperaturas onde esta transição de fase deve ocorrer são muito altas, e o material se degrada antes, eventualmente, dessorção.

p Agora, escrevendo em Nature Communications Simone Napolitano (Laboratório de Dinâmica de Polímeros e Matéria Mole, ULB) e seus colaboradores, Xavier Monnier e Daniele Cangialosi, do Donostia International Physics Center e do Centro de Física de Materiales de San Sebastián (Espanha) puderam acessar experimentalmente a transição adsorção / dessorção.

p Combinando a experiência de Cangialosi em transições de fase e de Napolitano em adsorção, a equipe usou uma nova técnica chamada calorimetria de varredura rápida, que permite medir o calor trocado por um material enquanto a temperatura varia muito rapidamente. A técnica pode trazer as moléculas de polímero da temperatura ambiente a 400 ° C em uma fração de segundo, e dentro deste curto intervalo o material não tem tempo para se degradar.

p Ao estudar este fenômeno, Monnier e seus colegas de trabalho observaram que uma quantidade muito pequena de calor é liberada das cadeias de polímero quando elas são dessorvidas de uma superfície, que permitiu classificar a adsorção / dessorção como uma transição de fase de primeira ordem.

p Isso é semelhante ao que acontece com o gelo quando o colocamos sobre a mesa. Em baixa temperatura, as moléculas permanecem juntas graças às interações que mantêm o material no estado sólido. Ao aquecer acima de 0 ° C, as interações começam a desaparecer, que corresponde a uma troca de calor. O mesmo ocorre com as cadeias poliméricas quando são dessorvidas.

p Emmanouil Glynos (Fundação para Pesquisa e Tecnologia-Hellas), especialista em física de polímeros comentou, "Monnier et al foram capazes de observar a dessorção aquecendo uma camada fina de polímero, um resultado bacana que não foi alcançado antes. A calorimetria rápida permitiu-lhes caracterizar completamente esta transição de fase indescritível, este é um incrível avanço do estado da arte da física da matéria mole. "

p Além do tremendo avanço do estudo das transições de fase, este estudo abre para novos métodos para adaptar as propriedades dos nanomateriais como revestimentos inteligentes, eletrônica flexível e muito mais. As propriedades desses sistemas inovadores, na verdade, dependem de quantas moléculas são adsorvidas, e os autores antecipam que, por meio do domínio adequado da transição de adsorção / dessorção, será possível fabricar materiais de melhor desempenho e mais duráveis.