p (Phys.org) —Uma grande equipe de pesquisadores, a maioria dos quais são baseados na Coréia, conseguiu estender o processo de reações de substituição galvânica a compostos iônicos. Em seu artigo publicado na revista Ciência , a equipe descreve como eles usaram nanocristais pré-formados para servir como um modelo para produzir nanocristais em forma de caixa oca. p Nos primeiros dias da pesquisa de nanomateriais, químicos construíram ambientes para a criação de novos materiais baseados em nanocristais usando a mistura adequada de solventes, surfactantes e precursores moleculares. Em seguida, eles experimentaram maneiras de fazer com que os átomos na mistura se montassem na forma desejada. Mais recentemente, pesquisadores descobriram que uma maneira melhor é usar nanocristais pré-formados para servir como um modelo para a criação de novos materiais. Adicionar produtos químicos faz com que eles sejam alterados de maneiras desejadas, resultando em nanopartículas com propriedades únicas. Com nanocristais de metal, As reações de troca atômica podem ser realizadas aproveitando-se as diferenças de potencial reduzidas entre um metal em um molde e os íons metálicos em uma solução - um método conhecido como substituição galvânica. Em sua base, é um processo de difusão atômica - os átomos são movidos para longe de uma estrutura, criação de vagas. Até agora, Contudo, este método foi limitado a metais. Neste novo esforço, o processo de substituição galvânica é estendido aos compostos iônicos.

p Para fazer com que o processo de substituição galvânica funcione com compostos iônicos, os pesquisadores usaram reações de pares redox entre íons metálicos multivalentes. Mais especificamente, quando eles fizeram com que os nanocristais de óxido de manganês reagissem com o percolato de ferro, um novo tipo de nanocristal foi criado na forma de caixas de formato oco que eventualmente evoluíram para cristais ocos que se assemelhavam a gaiolas. Por causa de sua forma, os pesquisadores os apelidaram de "nanocages". O processo funciona porque os íons do estado de oxidação superior no manganês são naturalmente substituídos por íons do estado de oxidação inferior na solução.

p Os resultados da equipe demonstram que os compostos iônicos podem ser usados ​​de forma fácil e barata como modelos para criar novos e úteis materiais baseados em nanocristais. Mais pesquisa, eles sugerem, é provável que leve a criações de nanomateriais que são limitadas apenas pela imaginação.

p Por enquanto, os pesquisadores sugerem que o novo tipo de nanocristais pode ser útil em uma ampla variedade de aplicações que vão desde a produção de energia, à biotecnologia e eletrônica, e talvez até mesmo como um material de ânodo para baterias de íon de lítio. p © 2013 Phys.org