Os zeólitos, que são materiais porosos cristalinos, são amplamente utilizados na produção de produtos químicos, combustíveis, materiais e outros produtos. Até agora, os zeólitos foram feitos como materiais 3D ou 2D. Isso mudou com a recente descoberta de zeólitos cristalinos em forma nanotubular (1D), por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, da Universidade de Estocolmo e da Penn State University. As descobertas foram publicadas na edição de 6 de janeiro da revista Science .
"Uma descoberta como essa é uma das partes mais empolgantes de nossa pesquisa", disse Sankar Nair, pesquisador principal e professor da Escola de Engenharia Química e Biomolecular da Georgia Tech. “Estamos cada vez mais acostumados a fazer pesquisas que têm uma aplicação pré-determinada no final, então este é um lembrete de que as descobertas fundamentais na ciência dos materiais também são emocionantes e importantes”.

Os zeólitos têm poros aproximadamente do tamanho de muitos tipos de moléculas, e cientistas e engenheiros usaram os variados tamanhos, formas e conexões dos poros para discriminar moléculas de diferentes tamanhos, permitindo a produção de produtos químicos adequados para a produção de plásticos ou para a separação de moléculas indesejadas das desejadas, como exemplos.

A equipe estava projetando sínteses para montar materiais zeólitos 2D. Em uma reviravolta inesperada, alguns dos resultados indicaram que estava ocorrendo um novo tipo de processo de montagem. De fato, um desses casos levou a um novo material de zeólita 1D que tinha uma estrutura tubular com paredes porosas perfuradas. Este material 1D, denominado nanotubo zeolítico, era diferente de qualquer zeólito já sintetizado ou descoberto na natureza anteriormente.

“Os nanotubos de zeólito podem ser usados ​​para fazer tipos inteiramente novos de componentes em nanoescala que podem controlar o transporte de massa, calor ou carga, não apenas ao longo do tubo, mas também dentro e fora das paredes perfuradas”, disse Nair.

Resolver o arranjo detalhado dos átomos no nanotubo de zeólita foi uma tarefa desafiadora, para a qual os pesquisadores da Georgia Tech se uniram a especialistas em cristalografia de zeólita da Universidade de Estocolmo e da Penn State. Eles descobriram que as paredes dos nanotubos tinham um arranjo único de átomos que não é conhecido em zeólitos 3D ou 2D. Esse mesmo arranjo também é responsável por forçar a zeólita a se formar como um tubo 1D em vez de um material 2D ou 3D.

“Este é o primeiro exemplo de uma nova classe de nanotubos, e sua estrutura única e bem definida oferece ideias e oportunidades interessantes para projetar nanomateriais zeólitas”, disse Tom Willhammar, co-investigador e pesquisador da Universidade de Estocolmo. "Através de mais trabalho, esperamos que diferentes nanotubos zeolíticos possam ser obtidos com variações no tamanho, forma e química dos poros."

Colocando claramente - um tubo em escala nanométrica feito de um material 1D com furos regulares e perfurados nas laterais agora está disponível para exploração. Além de ser uma descoberta científica fundamental que pode mudar a maneira como pensamos em projetar materiais porosos, os pesquisadores veem potencial para muitas aplicações práticas.

"Os atributos estruturais únicos desses materiais permitirão uma série de aplicações potenciais em separações de membranas, catálise, sensoriamento e em dispositivos de energia onde o transporte de massa ou energia é crucial", disse Christopher W. Jones, co-investigador principal e professor da Georgia Tech. "Os materiais também podem ter propriedades mecânicas únicas, encontrando aplicações em materiais compósitos, como os nanotubos de carbono. Nesta fase, o céu é o limite e esperamos que os pesquisadores procurem maneiras criativas de implantar esses materiais em benefício da humanidade." + Explorar mais

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