As ftalocianinas são usadas na produção de energia renovável, sensoriamento, nanomedicina e muito mais. Pesquisadores da Universidade de Aalto demonstraram como o corante pode ser produzido de uma maneira mais verde que minimiza solventes orgânicos de alto ponto de ebulição, usando a síntese em estado sólido.
Corantes orgânicos (contendo carbono) têm papéis importantes na natureza. Por exemplo, eles são responsáveis ​​por transportar oxigênio e outros gases no corpo (como parte da hemoglobina) e converter energia solar em energia química na fotossíntese (clorofila).

Uma classe de corantes orgânicos artificiais são as ftalocianinas, que são amplamente aplicadas em processos industriais, sensoriamento, nanomedicina, células solares e outros optoeletrônicos. No entanto, a produção de ftalocianinas não está isenta de problemas, diz Eduardo Anaya, pesquisador da Aalto University Academy e um dos principais autores do novo estudo.

"As ftalocianinas são produzidas com muitos solventes, como o dimetilaminoetanol (DMAE). É corrosivo, inflamável, bioativo e prejudicial ao meio ambiente."

Anaya e colegas da Universidade de Aalto demonstraram como as ftalocianinas podem ser produzidas de forma mais ecológica com síntese em estado sólido. Sua pesquisa, publicada na revista Angewandte Chemie International Edition , foi categorizado como um "papel quente".

A indústria na União Européia sozinha usa 10.000 toneladas de DMAE por ano para muitos processos diferentes. Nesse novo método introduzido pelos pesquisadores da Aalto, a quantidade de solvente é reduzida em mais de 99%, diz a pós-doutoranda Sandra Kaabel, outra das principais autoras.

A equipe de pesquisa usou ftalonitrila como material de partida, um composto orgânico comumente usado na produção de corantes. Foi primeiro processado com algumas gotas de DMAE e um molde de zinco por moagem de bolas, após o que a mistura de reação sólida foi envelhecida em um forno a 55°C por uma semana, ou a 100°C por 48 horas.

"Foi fascinante ver como a cor passou do branco para o verde e se transformou em um azul profundo no forno - você podia ver com seus próprios olhos como o método funciona", diz Kaabel. "Por métodos de estado sólido, podemos produzir produtos químicos sem a necessidade de dissolver os componentes da reação."

No método tradicional, um solvente é aquecido entre 160 a 250°C e o rendimento geral é bastante baixo em relação aos materiais e ao tempo gasto. O método ecológico desenvolvido pelos pesquisadores de Aalto aumentou em quatro vezes o rendimento do espaço-tempo, removendo a maior parte do solvente e realizando as reações a uma temperatura mais baixa.

Exemplo da natureza, ideia preparada com café

A estrutura molecular da ftalocianina a torna adaptável a uma ampla gama de aplicações.

"A natureza é uma inspiração, tendo criado cores orgânicas para diversos fins ao longo de milhões de anos", diz Anaya. “Podemos capturá-los como são e usar cores na fotossíntese artificial para produzir energia, por exemplo, ou levar as ideias ainda mais longe”.

Ideias para novas soluções de biomateriais são refinadas no FinnCERES, um centro de competência compartilhado pela Universidade de Aalto e pelo Centro de Pesquisa Técnica VTT da Finlândia. O grupo de pesquisa está trabalhando dentro do projeto FinnCERES conhecido como SolarSafe para desenvolver material celulósico que se autoesteriliza por meio de uma reação iniciada por um corante e luz e pode ser aplicado em biomedicina.

Essas novas ideias nascem através de encontros, tanto dentro como fora do laboratório.

"A ideia de nossa nova maneira de produzir corantes também surgiu de nosso brainstorming na sala de café, e então começamos a experimentar", diz Daniel Langerreiter, o primeiro autor e Ph.D. aluno do grupo. + Explorar mais

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