p (Phys.org) - Pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign desenvolveram uma nova abordagem com aplicações no desenvolvimento de materiais para captura e armazenamento de energia e para materiais optoeletrônicos. p De acordo com Charles Schroeder, um professor assistente no Departamento de Engenharia Química e Biomolecular, os resultados mostram que os materiais precursores de peptídeo podem ser alinhados e orientados durante sua montagem em polipeptídeos usando fluxos adaptados em dispositivos microfluídicos.

p A pesquisa foi uma colaboração entre os laboratórios de Schroeder e William Wilson, um professor pesquisador em ciência e engenharia de materiais e o Laboratório de Pesquisa de Materiais Frederick Seitz em Illinois. Suas descobertas foram publicadas em um artigo intitulado, "Montagem direcionada por fluido de oligopeptídeos alinhados com núcleos conjugados com pi, "na edição de agosto de 2013 da Materiais avançados .

p "Um grande desafio no campo da ciência dos materiais é a capacidade de direcionar a montagem de materiais avançados para a funcionalidade desejada, "diz Amanda Marciel, um estudante de graduação no laboratório de Schroeder e um dos autores do artigo. "Contudo, o design de novos materiais é frequentemente prejudicado por nossa incapacidade de controlar a complexidade estrutural dos polímeros sintéticos.

p "Para atender à necessidade de processamento controlado de materiais funcionais, desenvolvemos uma plataforma baseada em microfluidos para conduzir a montagem de oligopeptídeos sintéticos, "Marciel explicou." Usando um dispositivo microfluídico, montamos DFAA e DFAG em nanoestruturas unidimensionais usando um fluxo extensional planar gerado em uma geometria de fenda cruzada. "

p A dinâmica do processo de montagem pode ser acompanhada em tempo real usando microscopia de fluorescência e espectroscopia.

p "A nanoestrutura montada é espectralmente distinta do monômero de oligopeptídeo sintético, que pode ser usado para monitorar a dinâmica da formação da nanoestrutura, "Marciel acrescentou." Usando o controle hidrodinâmico preciso da plataforma microfluídica, os pesquisadores demonstraram a formação de múltiplas nanoestruturas de oligopeptídeos sintéticos alinhados paralelamente e sua subsequente desmontagem. Ao modular as taxas de fluxo volumétrico no dispositivo, eles foram capazes de manipular a posição da interface fluido-fluido na junção microcanal.

p Durante este processo, nanoestruturas inicialmente formadas na interface laminar reativa são submersas na corrente ácida de avanço, preservando assim a integridade das nanoestruturas pré-formadas enquanto inicia a formação de uma nanoestrutura alinhada na nova posição de interface.

p "Nossa abordagem tem o potencial de permitir a fabricação reproduzível e confiável de materiais avançados." Marciel disse. "Alcançar o pedido em nanoescala em materiais montados tornou-se o foco principal dos esforços recentes no campo. Essas abordagens acabarão por levar à morfologia desejada em materiais funcionais, o que aumentará sua capacidade de capturar e armazenar energia. "

p O objetivo final da equipe é montar o equivalente orgânico dos materiais semicondutores típicos.

p “Isso abriria portas para o desenvolvimento de materiais com aplicação em dispositivos fotovoltaicos, iluminação de estado sólido, colheita de energia, e processos catalíticos, " ela disse.