Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Leicester e do francês G2ELab-CNRS em Grenoble observou pela primeira vez o crescimento de nanopartículas livres em gás hélio em um processo semelhante à descafeinação do café. fornecendo novos insights sobre a estrutura das nanopartículas.

As nanopartículas têm uma área de superfície muito grande em comparação com seu volume e muitas vezes são capazes de reagir muito rapidamente. Isso os torna úteis como catalisadores em reações químicas e são frequentemente usados ​​em equipamentos esportivos, roupas e protetores solares.

Em um artigo publicado pela Journal of Physical Chemistry Letters e financiado pela Royal Society, The Leverhulme Trust, o British Council e o CONACYT, as equipes do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Leicester e do CNRS em Grenoble mediram como os íons de hélio se agrupam com átomos de hélio neutros e se transformam em nanopartículas.

Durante o estudo, eles examinaram como os íons de hélio flutuam através de uma célula cheia de átomos de hélio. Quando a pressão do hélio foi aumentada, os pesquisadores observaram uma diminuição na mobilidade dos íons.

Dr. Klaus von Haeften, do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Leicester, que recebeu um cargo de professor visitante da Universidade Joseph Fourier, disse:"Concluímos que o aumento da pressão forçou mais e mais átomos de hélio a se ligarem aos íons gradualmente, até que os aglomerados cresceram para partículas de tamanho nanométrico. Esse processo continuou até que as nanopartículas atingissem o tamanho máximo possível, que também dependia da temperatura.

"Descobriu-se que um aumento adicional da pressão reduziu o tamanho, que interpretamos como compressão. Essas mudanças de tamanho podem então ser acompanhadas em grande detalhe. Para pressões baixas e moderadas, o tamanho mudou rapidamente, enquanto na região de alta pressão as mudanças foram lentas. "

Ao analisar a rapidez com que o volume da partícula mudou com a pressão, os pesquisadores foram capazes de investigar a estrutura das nanopartículas.

Nelly Bonifaci do G2ELab-CNRS disse:"Em baixas e moderadas pressões, as nanopartículas eram muito mais macias do que o hélio sólido e concluímos que elas devem ser líquidas. Em altas pressões elas se tornam progressivamente mais duras e eventualmente sólidas."

O Dr. von Haeften acrescentou:"Ao escolher o hélio, fomos capazes de estudar um sistema da maior pureza possível e nossos resultados são, portanto, muito precisos. Processos semelhantes ocorrem na descafeinação do café em dióxido de carbono de alta pressão, na limpeza a seco e na fabricação de produtos químicos. Em todos esses processos, as nanopartículas crescem. Conhecendo seu tamanho, podemos entender muito melhor esses processos e melhorá-los. "

Esta é a primeira vez que pesquisadores conseguem observar o crescimento de nanopartículas livres em uma grande faixa de pressão no hélio gasoso.

Frédéric Aitken do G2ELab-CNRS acrescentou:"Nosso trabalho é uma referência importante para a pesquisa sobre a formação e o tamanho das nanopartículas."