p Coisas interessantes acontecem nas interfaces, e quando os sólidos encontram os líquidos, não é exceção. Compreender os fenômenos complexos que ocorrem nesta interface "sólido-líquido" pode nos dar pistas importantes sobre como construir melhores dispositivos médicos e baterias mais duradouras, mas até agora tem sido difícil entender como os íons químicos na solução se comportam neste momento crucial. Até agora, isso é. p Uma equipe liderada por cientistas da UCD desenvolveu uma nova ferramenta para construir uma imagem mais clara do que está acontecendo nesta interface, e crucialmente, pode fazer isso em nanoescala. O procedimento, que é publicado em Nature Communications , stands para permitir a pesquisa em ciências biológicas e de materiais.

p "A interface sólido-líquido é a localização de muitos importantes componentes físicos, processos biológicos e químicos, "explica o pesquisador Liam Collins, que está concluindo um Ph.D. no grupo de funções em nanoescala. "Se você quiser entender os biossistemas, doenças e novos biomateriais, ou processos em sistemas de energia como baterias, você precisa entender o que acontece na interface sólido-líquido. "

p O que acontece no nível atômico nesta interface pode ter um impacto em um nível mais visível ou macroscópico - a maneira como o corpo funciona, ou a rapidez com que uma bateria se esgota, por exemplo - para que as técnicas que podem operar em escalas de comprimento atômico possam melhorar nossa compreensão fundamental de materiais e dispositivos, observa Collins, que trabalha com o Dr. Brian Rodriguez no Instituto de Pesquisa Biomolecular e Biomédica da UCD Conway.

p Técnicas existentes, como o microscópio de força atômica, já permite aos pesquisadores obter uma boa 'visão' das estruturas físicas na interface sólido-líquido, mas não como os íons se comportam nesta interface, ele explica:"Portanto, partimos para unir informações estruturais com a função eletroquímica."

p Para obter essa visualização multimodal, Collins trabalhou com colegas na UCD, Oak Ridge National Laboratory nos EUA e Taras Shevchenko Kiev National University na Ucrânia para desenvolver uma técnica chamada microscopia de força eletroquímica (EcFM).

p O benefício da nova técnica é que permite aos pesquisadores obter uma imagem mais clara do que está acontecendo nesta interface sólido-líquido chave in situ, em vez de fazer medições no ar e extrapolar para líquidos, explica Collins.

p Os cientistas agora estão voltando sua atenção para novos materiais, um sendo uma forma de carbono ultrafino chamado grafeno, que tem aplicações em armazenamento de energia. "Provavelmente, a melhoria imediata resultante desta técnica EcFM será uma melhor compreensão dos sistemas de energia, como capacitores de camada dupla e baterias de íon de lítio, "diz Collins." Se pudermos entender os processos em nanoescala aqui, isso, por sua vez, nos permitirá melhorar a eficiência e a vida útil dos dispositivos. "

p Ele também está de olho em uma ampla gama de aplicações de longo prazo que podem surgir de uma melhor compreensão da relação entre estrutura e função em sistemas biológicos. "Isso pode nos ajudar a desenvolver baterias in vivo que aproveitam os biocombustíveis, ou para entender doenças, como a doença de Alzheimer, em um nível fundamental. "