doi.org/10.1038/s41586-024-07408-x
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#Tecnologia
Pesquisadores da Universidade de Tel Aviv (TAU) criaram um novo tipo de vidro com propriedades únicas e até contraditórias, como ser um adesivo forte (pegajoso) e incrivelmente transparente ao mesmo tempo.
Este vidro de formação espontânea poderia influenciar significativamente várias indústrias de alta tecnologia.
O vidro, que se forma espontaneamente quando entra em contato com a água à temperatura ambiente, poderá provocar uma revolução numa série de indústrias diferentes e diversas, como a óptica e a electro-óptica, a comunicação por satélite, a detecção remota e a biomedicina.
O vidro foi descoberto por uma equipe de pesquisadores de Israel e do mundo, liderada pelo estudante de doutorado Gal Finkelstein-Zuta e pelo Prof.Ehud Gazit da Escola Shmunis de Biomedicina e Pesquisa do Câncer da Faculdade de Ciências da Vida e do Departamento de Ciência dos Materiais e Engenharia da Faculdade de Engenharia da TAU.
Os resultados da pesquisa foram publicados recentemente na prestigiada revista científica Nature.
Processo e propriedades do novo vidro
Em nosso laboratório, estudamos a bioconvergência e usamos especificamente as maravilhosas propriedades da biologia para produzir materiais inovadores,- explica o Prof.
Entre outras coisas, estudamos sequências de aminoácidos, que são os blocos de construção das proteínas.
Aminoácidos e peptídeos têm uma tendência natural de se conectarem entre si e formar estruturas ordenadas com um arranjo periódico definido, mas durante a pesquisa descobrimos um peptídeo único que se comporta de maneira diferente de tudo que conhecemos: ele não formou nenhum padrão ordenado, mas um amorfo, desordenado, que descreve o vidro.- No nível molecular, o vidro é uma substância líquida que carece de ordem em sua estrutura molecular, mas suas propriedades mecânicas são semelhantes às do sólido.
O vidro é geralmente fabricado resfriando rapidamente materiais fundidos e congelando-os neste estado antes de cristalizarem, resultando em um estado amorfo que permite propriedades ópticas, químicas e mecânicas únicas – juntamente com durabilidade, versatilidade e sustentabilidade.
Os pesquisadores do TAU descobriram que o peptídeo aromático, que consiste em uma sequência de três tirosinas (YYY), forma um vidro molecular espontaneamente, após a evaporação de uma solução aquosa, em condições de temperatura ambiente.
O vidro comercial que todos conhecemos é criado pelo resfriamento rápido de materiais fundidos, um processo chamado vitrificação – diz Gal Finkelstein-Zuta.
A organização amorfa semelhante a um líquido deve ser fixada antes de se organizar de uma forma mais eficiente em termos energéticos, como nos cristais, e para isso é necessária energia – deve ser aquecida a altas temperaturas e arrefecida imediatamente.
Por outro lado, o vidro que descobrimos, que é feito de blocos de construção biológicos, forma-se espontaneamente à temperatura ambiente, sem a necessidade de energia, como calor ou pressão elevados.
Basta dissolver um pó em água – como fazer kool-aid, e o vidro se formará.
Por exemplo, fizemos lentes com nosso novo vidro.
Em vez de passar por um longo processo de lixamento e polimento, simplesmente pingamos uma gota sobre uma superfície, onde controlamos sua curvatura – e, portanto, seu foco – ajustando apenas o volume da solução.- As propriedades do vidro inovador da TAU são únicas no mundo – e até se contradizem: é muito difícil, mas pode reparar-se à temperatura ambiente; É um adesivo forte e, ao mesmo tempo, transparente em uma ampla faixa espectral, que vai desde a luz visível até a faixa do infravermelho médio.
Impacto e usos potenciais Esta é a primeira vez que alguém consegue criar vidro molecular em condições simples, – diz o Prof.Gazit, mas não menos importantes do que isso são as propriedades do vidro que criamos.
É um copo muito especial.
Por um lado, é muito forte e, por outro, muito transparente – muito mais transparente que o vidro comum.
O vidro de silicato normal que todos conhecemos é transparente na faixa da luz visível, o vidro molecular que criamos é transparente nas profundezas da faixa do infravermelho.
Isso tem muitos usos em áreas como satélites, sensoriamento remoto, comunicações e óptica.
É também um adesivo forte, pode colar diferentes vidros e, ao mesmo tempo, reparar fissuras que se formam nele.
É um conjunto de propriedades que não existe em nenhum vidro do mundo, que tem um grande potencial na ciência e na engenharia, e conseguimos tudo isso a partir de um único peptídeo – um pedacinho de proteína.-
Publicado em 09/07/2024 01h20
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