Material inspirado em pássaro azul pode aumentar a vida útil da bateria
Novo material inspirado no pássaro azul pode prolongar a durabilidade da bateria
O pássaro azul do leste não é apenas bonito de se olhar. Suas penas também possuem uma estrutura única que poderia revolucionar aplicações sustentáveis como baterias e filtragem de água.
Especificamente, o azul brilhante das asas do pássaro não é resultado da pigmentação da cor. Em vez disso, é devido a uma rede de canais com diâmetro de algumas centenas de nanômetros, que percorrem as penas.
Essa estrutura de rede inspirou pesquisadores da ETH Zurich a replicarem esse material em laboratório. Eles agora desenvolveram um material sintético que exibe o mesmo design estrutural das penas do pássaro azul – com o potencial de fornecer casos de uso práticos, como vida útil aprimorada de bateria.
Os pesquisadores experimentaram com uma borracha de silicone transparente que pode ser esticada e deformada. Eles a colocaram em uma solução oleosa, deixando-a inchar por vários dias em um forno aquecido a 60 °C. Em seguida, eles resfriaram e extraíram.
A equipe observou que a nanoestrutura da borracha havia mudado durante o procedimento e identificaram estruturas de rede similares às das penas do pássaro azul. A única diferença essencial era a espessura dos canais formados: o material sintético tinha 800 nanômetros ao lado de 200 nanômetros da pena.
- Spotify vai demitir 17 por cento de sua equipe, pelo menos 1.500 pe...
- Acordos de não concorrência que sufocam a inovação finalmente estão...
- Este gadget é o acessório USB-C que você nem sabia que precisava, e...
O feito foi resultado do novo método baseado na separação de fases de uma matriz polimérica e uma solução oleosa. A separação de fases é um fenômeno comum da física que todos nós testemunhamos em nossa vida cotidiana. Por exemplo, pense em um molho de salada feito de óleo e vinagre – as substâncias se separam a menos que sejam vigorosamente agitadas e se separam novamente quando a agitação para.
Mas também é possível misturar as substâncias com aquecimento e separá-las novamente com resfriamento – e isso é exatamente o que os cientistas fizeram no laboratório.
“Somos capazes de controlar e selecionar as condições de tal forma que os canais são formados durante a separação de fases. Conseguimos interromper o procedimento antes que as duas fases se fundam completamente novamente”, disse Carla Fernández Rico, autora principal do estudo.
Uma vantagem notável desse método é que o material continua escalável. “Em princípio, você poderia usar um pedaço de plástico elástico de qualquer tamanho. No entanto, você também precisaria de recipientes e fornos correspondentemente grandes”, acrescentou Rico.
A tecnologia poderia ser útil em baterias, substituindo os eletrólitos líquidos, que facilitam a transferência de íons de lítio entre os eletrodos, mas muitas vezes reagem com os íons e, dessa forma, reduzem a capacidade e a saúde da bateria. Eletrólitos sólidos com uma estrutura de rede como a desenvolvida pelos pesquisadores não apenas eliminariam o problema, mas também permitiriam um bom transporte de íons e aumentariam a vida útil da bateria.
Filtros de água são outro campo de aplicação potencial graças às propriedades de transporte e à grande área de superfície da rede, que poderiam possibilitar a remoção de contaminantes, incluindo bactérias e outras partículas prejudiciais na água.
Rico pretende desenvolver ainda mais sua pesquisa com foco na sustentabilidade e ressalta que o trabalho da equipe está longe de terminar.
“O produto ainda está muito longe de estar pronto para o mercado”, ela disse. “Embora o material elástico seja barato e fácil de obter, a fase oleosa é bastante cara. Seria necessário um par de materiais mais baratos aqui.” Talvez a ferramenta de aprendizado profundo da DeepMind possa ser útil.
O estudo completo foi publicado na revista Nature Materials.
