p (PhysOrg.com) - Processos de auto-organização envolvendo blocos de construção químicos são a base para muitos processos biológicos e são cada vez mais interessantes no campo da síntese de materiais, por exemplo, na produção de nanocompósitos altamente ordenados ou materiais de alta porosidade com propriedades especiais. p No jornal Angewandte Chemie , Bruno Alonso e Emmanuel Belamie do Instituto Charles Gerhardt em Montpellier (França) apresentaram um romance, abordagem altamente versátil para a síntese em larga escala de uma nova família de nanocompósitos bioorgânicos-inorgânicos - com um grau de controle anteriormente inatingível sobre a composição e estrutura dos materiais produzidos.

p Nanocompósitos são materiais sólidos feitos de diferentes substâncias, um dos quais está na forma de nanopartículas. As propriedades dos compostos diferem significativamente daquelas dos componentes individuais puros. Os nanocompósitos também podem servir como “moldes” para a produção de substâncias porosas. Estes têm potencial aplicação nas áreas de armazenamento de gás, catálise, ou separação de materiais.

p Para sua síntese, os pesquisadores optaram por usar um processo sol-gel, uma técnica popular para a produção de estruturas de rede inorgânicas. Na primeira etapa, eles precisaram gerar um sol:uma suspensão de partículas nanoscópicas finamente divididas em um solvente. Seu desafio era obter a co-suspensão dos dois componentes diferentes, precursores de dióxido de silício (oligômeros de siloxano) e nanobastões de quitina de cascas de camarão (um recurso renovável). Contudo, esses dois componentes requerem condições diferentes para permanecer em suspensões estáveis ​​sem precipitação descontrolada. Os pesquisadores produziram uma suspensão de álcool substituindo lentamente a água por etanol. Por meio da remoção lenta do solvente, formou-se um gel. Os géis são substâncias gelatinosas; eles contêm sólidos, mas soltos, reticulado, estruturas poliméricas tridimensionais.

p O sol pode ser “derramado” em um molde desejado e seco ou pode ser seco por spray em partículas esféricas. Esse processo resulta em um nanocompósito feito de hastes de quitina totalmente incorporadas em uma matriz de dióxido de silício. O mecanismo pelo qual isso ocorre é baseado em uma agregação auto-organizada das moléculas de quitina e forças de atração fracas entre a quitina e os oligômeros de siloxano.

p A estabilidade das suspensões de álcool abre uma ampla gama de possibilidades para a produção de materiais com relações de volume controláveis, arranjos espaciais, e morfologias. Se um campo magnético for aplicado durante a preparação do material, as hastes de quitina se alinham em paralelo. Se o nanocompósito for aquecido, as hastes de quitina podem ser queimadas para deixar cáries. Isso forma um material altamente poroso com propriedades interessantes.