p Óleo e água podem não se misturar, mas adicionar as nanopartículas certas à receita pode converter esses dois fluidos imiscíveis em um gel exótico com utilizações que variam de baterias a filtros de água e janelas inteligentes que mudam a tonalidade. Uma nova abordagem para a criação dessa classe incomum de materiais macios poderia levá-los para fora do laboratório e para o mercado. p Cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e da Universidade de Delaware descobriram o que parece ser a melhor maneira de criar esses géis, que têm sido uma área de intenso foco de pesquisa por mais de uma década. Parte de sua utilidade potencialmente ampla é o conjunto complexo de canais microscópicos interconectados que se formam dentro deles, criando uma estrutura esponjosa. Esses canais não oferecem apenas passagens para outros materiais passarem, tornando-os úteis para filtração, mas também dá ao gel uma grande quantidade de área de superfície interna, uma característica valiosa para acelerar reações químicas ou como andaime sobre o qual o tecido vivo pode crescer.

p Embora essas e outras vantagens façam parecer que os inovadores do gel encontraram o óleo, suas criações ainda não se misturaram bem com o mercado. Os géis são comumente formados por dois solventes líquidos misturados. Tal como acontece com óleo e água, esses solventes não se misturam bem, mas para evitar que eles se separem completamente, pesquisadores adicionam nanopartículas personalizadas que podem permanecer na interface entre elas. Cozinhar cuidadosamente esses ingredientes permite que um gel coeso se forme. Contudo, o processo é exigente porque o design personalizado de nanopartículas para cada aplicação tem sido difícil, e a formação dos géis exigiu uma rápida mudança de temperatura cuidadosamente controlada. Essas restrições dificultaram a criação desse tipo de gel em mais do que pequenas quantidades, adequadas para experimentos de laboratório, e não em escala industrial.

p Conforme descrito em um novo Nature Communications papel, a equipe do NIST / Delaware encontrou maneiras de contornar muitos desses problemas. Sua nova abordagem forma o que os pesquisadores chamam de "SeedGel, "uma abreviatura para" gel conduzido por segregação de solvente ". Em vez de projetar nanopartículas para permanecer na interface entre os dois solventes, suas partículas escolhidas se concentram dentro de um deles. Embora essas partículas tendam a se repelir, a afinidade das partículas com um dos solventes é mais forte e as mantém juntas no canal. Usando ferramentas de espalhamento de nêutrons no NIST Center for Neutron Research (NCNR), a equipe provou inequivocamente que conseguiu concentrar as nanopartículas onde queria.

p O gel resultante pode ser muito mais fácil de criar, como seus dois solventes são essencialmente óleo e água, e suas nanopartículas são dióxido de silício - esferas essencialmente minúsculas de quartzo comum. Também pode ter uma variedade de usos industriais.

p “Nosso SeedGel tem grande resistência mecânica, é muito mais fácil de fazer, e o processo é escalonável para o que os fabricantes precisam, "disse Yun Liu, que é cientista do NCNR e professor titular afiliado da Universidade de Delaware. "Além disso, é termo-reversível."

p Esta reversibilidade se refere a uma propriedade ótica que o SeedGel acabado possui:ele pode mudar de transparente para opaco e vice-versa, apenas mudando sua temperatura. Esta propriedade pode ser aproveitada em janelas inteligentes que impregnam uma fina camada de gel entre dois painéis de vidro.

p "Esta propriedade óptica pode tornar o SeedGel útil também em outras aplicações sensíveis à luz, "disse Yuyin Xi, um pesquisador da Universidade de Delaware também trabalhando no NCNR. "Eles podem ser úteis em sensores."

p Como a abordagem de criação de gel da equipe pode ser usada com outras combinações de solvente e nanopartícula, pode se tornar útil em filtros para purificação de água e possivelmente outros processos de filtração, dependendo do tipo de nanopartículas usadas.

p Liu também disse que a abordagem de criação permite que o tamanho dos canais dentro do gel seja ajustado mudando a taxa na qual a temperatura muda durante o processo de formação, oferecendo aos designers de aplicativos outro grau de liberdade para explorar.

p "Nossa abordagem genérica funciona para muitas nanopartículas e solventes diferentes, "ele disse." Isso estende muito as aplicações desses tipos de géis. " p Esta história foi republicada por cortesia do NIST. Leia a história original aqui.