p Desde o início da humanidade, estamos desenvolvendo e aprimorando materiais com propriedades de material melhores e mais otimizadas. Ao compreender como os materiais naturais são feitos, deve-se ser capaz de imitá-los e modificá-los. E isso é exatamente o que Mark van Rijt e Bernette Oosterlaken (Engenharia Química e Química) fizeram, ambos de uma perspectiva diferente. p Para construir materiais com propriedades de ajuste excepcionais, a natureza usa uma gama relativamente pequena de blocos de construção comuns e comuns. Esses blocos de construção comuns são incorporados com um alto controle sobre a morfologia do cristal e um controle hierárquico sobre sua estrutura, da escala nanométrica à escala milimétrica. Muitos desses materiais são híbridos e compostos por uma parte orgânica e outra inorgânica.

p Muitas vezes, a parte orgânica se reúne em uma estrutura hierárquica definida e é mineralizada com a parte inorgânica. A interação entre esses materiais leva a propriedades extraordinárias. Por exemplo, fosfato de cálcio é forte, mas quebradiço, mas quando mineralizado em uma matriz de colágeno, como no osso, o material final exibe resistência e tenacidade considerável.

p Nova estratégia de síntese

p Mark van Rijt investigou a incorporação de óxido de zinco (ZnO) em moldes orgânicos. Desta forma, um novo material com, esperançosamente, novas propriedades de ponta devem ser obtidas. Contudo, O ZnO é normalmente formado a uma temperatura em que um molde orgânico não pode sobreviver. Portanto, métodos alternativos são procurados incluindo a formação direta de ZnO dentro de um modelo orgânico. Para isso, é vital que o ZnO possa ser sintetizado primeiro em condições de template amigáveis.

p Van Rijt, portanto, desenvolveu uma nova estratégia de síntese após usar experimentos de amostragem de microscopia eletrônica de transmissão criogênica avançada (CryoTEM) para investigar a formação de uma estratégia comum de formação de ZnO em água em detalhes ao longo do tempo. Após a otimização, esta estratégia de síntese altamente controlada permite a formação de ZnO em temperaturas tão baixas quanto ~ 40 ° C e pode, portanto, agora atuar como a base para a mineralização de ZnO de modelos orgânicos sensíveis.

p Inspiração da natureza

p Bernette Oosterlaken trabalhou com diferentes modelos orgânicos para estudar a formação de um mineral diferente, magnetita. Este óxido de ferro tem a maior magnetização de saturação de todos os minerais naturais, levando a propriedades magnéticas. Seu comportamento magnético depende muito do tamanho e forma do cristal e, como tal, controlando o hábito do cristal, seu comportamento magnético pode ser ajustado.

p Encontrando inspiração na natureza, onde o alto controle sobre o tamanho e a forma do cristal é alcançado mesmo à temperatura ambiente e em meio aquoso, Oosterlaken buscava um controle semelhante sobre o hábito dos cristais, fornecendo um modelo orgânico para a formação de óxido de ferro. Depois de técnicas resolvidas com tempo e in situ, combinado com técnicas espectroscópicas, Oosterlaken conseguiu mineralizar com sucesso um dos modelos selecionados, colágeno, com óxidos de ferro.

p A pesquisa de van Rijt e Oosterlaken deu uma primeira visão dos fatores que impulsionam a formação de minerais dentro dos modelos, e, portanto, um primeiro passo no design de novos materiais sintéticos de base natural.