p As distintas propriedades estruturais e repelentes de água dos juncos comuns têm sido usadas pelo homem há muito tempo, por exemplo, como materiais de construção e para telhados de colmo. Como os arranjos de sílica micro e nanoestruturados que estão abundantemente presentes nas folhas do junco natural podem ser explorados para a produção de materiais anódicos em baterias de íon-lítio foi recentemente explorado por cientistas chineses e alemães e está publicado no jornal Angewandte Chemie . p Muitos acreditam que o silício nanoporoso é o material anódico da próxima geração em baterias de íon-lítio, pois oferece o benefício de uma capacidade teórica muito maior e tensão operacional mais baixa do que os materiais de carbono grafítico comumente usados. O grande desafio, Contudo, está encontrando uma estratégia de baixo custo adequada para empregar um material de silício nanoestruturado apropriado que compensaria a grande expansão de volume após a inserção de lítio. Uma abordagem verdadeiramente distinta dos elaborados tratamentos físicos ou químicos de precursores de silício caros foi explorada por Yan Yu e seus colegas no Instituto Max Planck para Pesquisa de Estado Sólido, a Universidade de Ciência e Tecnologia da China, e a Universidade de Tecnologia do Sul da China.

p Os cientistas imaginaram que a arquitetura hierárquica da sílica já presente nas folhas de juncos comuns pode se transformar prontamente na arquitetura de silício micro e nanoporosa necessária para materiais de bateria de íon-lítio. "Folhas de junco exibem microestruturas hierárquicas 3D bem definidas em forma de folha, "eles apontam, "que pode ser transformado nas arquiteturas de silício hierárquicas altamente porosas 3D por redução magnesiotérmica." Esta redução magnesiotérmica também foi combinada com uma etapa simples de revestimento de carbono para eventualmente alcançar um material anódico exibindo alta capacidade específica, capacidade de taxa muito boa, e estabilidade de bicicleta, assim como é exigido em baterias de íon de lítio avançadas.

p O que é particularmente interessante aqui é que a arquitetura topológica dos silicatos originais dentro das folhas do junco é extraordinariamente bem preservada durante as etapas de tratamento químico e físico aplicadas. Após a purificação das folhas secas do junco, a estrutura tridimensional apenas encolhe, mas mantém sua rede mesoporosa. Ele nem mesmo muda durante a redução para a rede final de silício carbonizado. Essa robustez na preservação da estrutura faz com que os juncos, que crescem como grandes monoculturas nos pântanos das regiões temperadas, especialmente adequado como um novo, matéria-prima sustentável para materiais de bateria.