Pesquisadores do MIT e seus colaboradores criaram estruturas cristalinas de nanopartículas nunca vistas antes usando conectores moleculares flexíveis. A abordagem se afasta da estratégia convencional de usar ligações rígidas para controlar como as partículas se unem e, em vez disso, permite que os conectores se dobrem e se ajustem enquanto as partículas se agrupam.
Os conectores, conhecidos como ligantes, se ligam às superfícies das nanopartículas. No sistema da equipe, cadeias poliméricas flexíveis carregam cargas positivas ou negativas em suas extremidades. A atração entre cargas opostas ajuda a ligar as partículas, enquanto a flexibilidade das cadeias afeta o número de partículas vizinhas a que cada uma pode se conectar.
Os experimentos mostraram que alterar o tamanho das nanopartículas e o comprimento das cadeias poliméricas podia modificar essas conexões e as estruturas resultantes. Ao limitar o número de ligações entre as partículas, os pesquisadores produziram arranjos cristalinos mais abertos, em vez dos padrões densamente compactados que se formam comumente.
As descobertas desafiam uma abordagem que orienta a montagem de nanopartículas há cerca de 20 anos: tornar os conectores rígidos para manter as partículas em orientações cuidadosamente controladas. Os resultados da equipe sugerem que a flexibilidade pode, por si só, ajudar a determinar a estrutura de um material, sem exigir que os cientistas definam previamente a direção de cada conexão.
O trabalho, liderado por pesquisadores do MIT com colaboradores da Universidade de Delaware, é descrito em um artigo previsto para ser publicado na Nature Materials. Os pesquisadores afirmam que o método pode contribuir para o desenvolvimento de materiais com propriedades personalizadas e ser relevante para aplicações que incluem eletrônica, medicina, energia, fotônica e catálise química. Seria necessário avançar ainda mais no desenvolvimento para transformar a abordagem em tecnologias comerciais.
Fontes: ScienceDaily.