p Um material com camadas atomicamente finas de água é uma promessa para tecnologias de armazenamento de energia, e os pesquisadores descobriram agora que a água está desempenhando um papel diferente do que qualquer um antecipou. A descoberta foi possível devido a um novo método de microscopia de força atômica (AFM) que mede a taxa de deformação sub-nanoescala no material em resposta às mudanças no material causadas pelo armazenamento de energia. p Os pesquisadores estudaram di-hidrato de óxido de tungstênio cristalino, que consiste em camadas de óxido de tungstênio cristalinas separadas por camadas atomicamente finas de água. O material é interessante porque promete ajudar a armazenar e liberar energia de forma rápida e eficiente. Contudo, não ficou claro qual o papel que a água desempenha neste processo.

p Para resolver esta questão, pesquisadores da North Carolina State University, o Oak Ridge National Laboratory (ORNL) e a Texas A&M University usaram uma nova metodologia. A nova técnica se baseia no AFM para rastrear a expansão e contração do material em escala atômica e em tempo real, pois um instrumento eletrônico chamado potenciostato move a carga para dentro e para fora do material. Essa técnica permitiu que a equipe detectasse até mesmo pequenas deformações no material conforme a carga se movia por ele.

p "Testamos óxido de tungstênio di-hidratado cristalino e óxido de tungstênio cristalino - que não tem as camadas de água, "diz Veronica Augustyn, professor assistente de ciência dos materiais e engenharia na NC State e autor correspondente de um artigo sobre o trabalho. "E descobrimos que as camadas de água parecem desempenhar um papel significativo em como o material responde mecanicamente ao armazenamento de energia."

p "Especificamente, descobrimos que as camadas de água fazem duas coisas, "diz Ruocun" John "Wang, um Ph.D. estudante no laboratório de Augustyn e principal autor do artigo. "1, as camadas de água minimizam a deformação, o que significa que o material se expande e se contrai menos à medida que os íons entram e saem do material quando há camadas de água. Dois, as camadas de água tornam a deformação mais reversível, o que significa que o material retorna às suas dimensões originais com mais facilidade. "

p "Em termos práticos, isso significa que o material com camadas de água é mais eficiente no armazenamento de carga, perdendo menos energia, "Augustyn diz.

p O papel, "Operando Atomic Force Microscopy Reveals Mechanics of Structural Water Driven Battery-to-Pseudocapacitor Transition, "é publicado na revista ACS Nano .