p (PhysOrg.com) - Os cientistas criaram com sucesso cristais sintéticos cujas estruturas e propriedades imitam aquelas de biominerais de ocorrência natural, como conchas do mar. p As evidências, publicado no jornal Materiais da Natureza , pode ser um passo importante no desenvolvimento de materiais de alto desempenho, que podem ser fabricados em condições amigas do ambiente.

p Minerais biológicos ou 'biominerais' ocorrem amplamente em toda a natureza em estruturas como ossos, dentes e conchas e freqüentemente mostram formas e propriedades notáveis ​​em comparação com suas contrapartes sintéticas.

p Uma característica fundamental dos biominerais é que eles são materiais compostos, feito de um mineral inorgânico, como carbonato de cálcio, que contém uma pequena quantidade de material orgânico, geralmente uma proteína.

p As estruturas resultantes são incrivelmente duras e suas propriedades mecânicas podem rivalizar com as de materiais feitos pelo homem, como cerâmica, que são normalmente fabricados sob altas temperaturas e pressões, dando menos oportunidade de controle sobre as propriedades do material.

p Os cientistas estão interessados ​​em entender como a biologia é capaz de realizar essa engenharia de precisão na água em temperatura ambiente, para que possam aplicar esse princípio ao projeto e à produção de materiais sintéticos que são muito mais verdes do que os existentes.

p Agora uma equipe liderada pela Professora Fiona Meldrum, da Escola de Química da Universidade de Leeds, conseguiu criar biominerais artificiais que exibem propriedades semelhantes aos biominerais, como espinhos de ouriço-do-mar.

p Eles fizeram isso crescendo cristais de calcita na presença de nanopartículas de polímero sintético que agem como proteínas artificiais. Essas nanopartículas são incorporadas à arquitetura do cristal conforme ele cresce para criar um material composto.

p Os pesquisadores também testaram as propriedades mecânicas do material compósito usando um nanoindentador, uma pequena ferramenta semelhante a um cinzel que pode cutucar um material e registrar sua resposta a uma força.

p O professor Meldrum disse:"Este método de criação de biominerais sintéticos nos dá uma visão única da estrutura desses materiais incríveis e da maneira como as moléculas orgânicas são incorporadas à estrutura cristalina em um nível microscópico. Podemos então relacionar essa estrutura microscópica à mecânica propriedades do material.

p "O que descobrimos é que o biomineral artificial que criamos é na verdade muito mais difícil do que o mineral calcita puro porque é um material composto - onde você adiciona algo macio a uma substância dura para criar algo ainda mais duro do que qualquer uma das partes constituintes."

p Professor co-autor Stephen Eichhorn, que acabou de se mudar para a University of Exeter da University of Manchester, disse:"Os exemplos biológicos de estruturas baseadas em carbonato de cálcio têm uma dureza maior do que o mineral puro sem a presença de proteínas. É notável que tenhamos conseguido o mesmo resultado usando uma 'pseudo' proteína sintética."

p "Quando comecei a pesquisar as propriedades mecânicas das conchas do mar em Manchester, meu primeiro aluno de doutorado e eu literalmente as colecionamos com um balde e uma pá na praia. Não imaginei que chegaríamos ao estágio de poder medir propriedades semelhantes por materiais feitos em laboratório. "

p Os pesquisadores agora tentarão replicar sua técnica usando diferentes minerais.