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Materiais Avançados
Tintas que não desbotam são inspirados em tecnologia maia
Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/04/2013
Os pesquisadores já sintetizaram uma paleta completa de cores dos novos
nanopigmentos inspirados no azul maia. [Imagem: Francisco Verdu
Lab/Universidad de Alicante]
Os maias podem não ter previsto o fim do mundo, mas eles inventaram uma tinta que se tornou a base de todos os pigmentos que usamos hoje.
Em 1931, os cientistas ficaram estupefatos ao descobrir pinturas azuis muito vivas nas ruínas de Chichen Itza, no México.
Imediatamente batizado de "azul maia", o pigmento impressionou pela estabilidade, mantendo a cor, sem desbotar, desde os tempos pré-colombianos.
Este antigo pigmento, que demonstrou ser realmente quase imune à passagem do tempo, à erosão e à biodegradação, é considerado o precursor dos modernos pigmentos híbridos.
Agora, pesquisadores da Universidade de Alicante, na Espanha, inspirados pela antiga arte da produção de pigmentos da civilização maia, desenvolveram um novo método para a produção de um tipo de nanopigmento que combina o melhor dos dois mundos, o orgânico e o inorgânico.
Os pigmentos híbridos são criados usando uma mistura de compostos orgânicos e inorgânicos, onde a cor é devida a um composto orgânico muito eficiente, mas instável à luz.
Para superar a deficiência, é usado um estabilizador inorgânico, como se fosse um revestimento do pigmento, evitando a descoloração com o passar do tempo.
Tinta para qualquer coisa
A equipe do professor Francisco Verdú já sintetizou uma paleta completa de cores dos novos nanopigmentos, que já foram devidamente patenteados.
Segundo o grupo, as propriedades dos pós coloridos garantem sua dispersão tanto em meios polares, como não polares, tornando-os úteis para várias aplicações industriais, tais como tintas para impressoras, paredes, revestimentos, têxteis, papel, fibras sintéticas ou naturais, cosméticos, materiais de embalagem poliméricos etc.
"Ao contrário dos pigmentos convencionais, que contêm metais pesados na sua composição, podendo causar reações alérgicas, processos cancerígenos, etc, os nanopigmentos híbridos estão livres de tais compostos," disse o professor.
Além disso, "a sua produção consome pouca energia e as matérias-primas empregadas são facilmente disponíveis, não-tóxicas e apresentam uma excelente resistência ao calor, à radiação ultravioleta, ao oxigênio e outros agentes ambientais, em comparação com os corantes orgânicos alternativos," concluiu o pesquisador.
Antes virarem um produto comercial, porém, os pesquisadores precisarão escalonar sua técnica de fabricação das nanopartículas híbridas do laboratório para o nível industrial.
A nanociência aplicada a um pigmento usado na antiguidade está abrindo
caminhos para tecnologias estado-da-arte na
atualidade.[Imagem: Johnson-McDaniel et al./JACS]
Renovação
O azul egípcio, um pigmento que impressionou faraós e rainhas na antiguidade, pode se tornar a próxima onda na tecnologia das telecomunicações e da segurança, além de permitir a criação de uma nova geração de tintas.
O pigmento azul, usado há mais de 5.000 anos, está dando aos cientistas pistas para o desenvolvimento de novos nanomateriais.
Essas novas nanopartículas têm usos potenciais em equipamentos de imagens médicas, controles remotos para televisores, tintas de segurança e tecnologias de telecomunicações por fibra óptica.
Foi o que descobriram Darrah Johnson-McDaniel e seus colegas da Universidade da Geórgia, nos Estados Unidos.
Azul que emite vermelho
Os pesquisadores afirmam ter ficado surpresos ao verificar que o silicato de cobre e cálcio que forma o azul egípcio se divide em nanofolhas tão finas que milhares delas caberiam na largura de um fio de cabelo humano.
Mas a maior surpresa foi que essas nanofolhas emitem radiação infravermelha (IR), semelhante à usada para comunicação entre os controles remotos e as TVs e outros dispositivos de telecomunicações.
"O silicato de cobre e cálcio estabelece uma rota para uma nova classe de nanomateriais que são particularmente interessantes com vistas a equipamentos estado-da-arte, como imagens biomédicas usando infravermelho próximo, emissores de luz infravermelha (principalmente para uso em plataformas de telecomunicações) e novas formulações de tintas de seguranças," afirmam os pesquisadores em seu estudo.
O
azul egípcio é formado por partículas que são essencialmente um tipo de
vidro - CaCuSi4O10 e SiO2 (sílica). [Imagem: Wikipedia]
Azul egípcio
O azul egípcio é formado por partículas que são essencialmente um tipo de vidro - CaCuSi4O10 e SiO2 (sílica).
Os cientistas passaram a se interessar no estudo da propriedade de materiais muito finos principalmente depois da descoberta do grafeno, uma folha unidimensional de carbono que apresenta propriedades radicalmente diferentes do material em bruto.
O próximo passo da pesquisa é criar os primeiros protótipos de dispositivos baseados no pigmento azul que promete revolucionar a emissão de luz infravermelha.
Melhor pigmento azul da história é descoberto por acaso
Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/12/2009
Os compostos, de cor azul profunda, são fáceis e seguros de se fabricar,
são muito mais duráveis e mais ambientalmente benignos do que todos os
que existem ou já foram usados no passado. [Imagem: Subramanian Research
Group]
Riscos dos pigmentos azuis
Para quem vive em um planeta azul, pode parecer estranho saber que fabricar tintas azuis seja um problema.
O fato é que os pigmentos azuis têm-se mostrado problemáticos - o azul cobalto, criado na França no início do século 19, pode ser carcinogênico; o azul da Prússia libera o venenoso cianeto; e outros pigmentos azuis não são estáveis quando expostos ao calor ou a ambientes ácidos.
Desde o mundo antigo, com os egípcios, chineses, e até com os maias, as pessoas sonham com a descoberta de compostos inorgânicos que possam ser usados para tingir os objetos de azul. Mas os sucessos não têm sido muito dignos de serem chamados assim.
Descoberta por acaso
Agora, por um mero acaso, pesquisadores da Universidade do Oregon, nos Estados Unidos, descobriram uma família de compostos de manganês que pode pôr um fim a essa busca milenar.
Os compostos, de cor azul profunda, são fáceis e seguros de se fabricar, são muito mais duráveis e deverão gerar novos pigmentos azuis mais ambientalmente benignos do que todos os que existem ou já foram usados no passado.
Os testes demonstraram que os novos pigmentos azuis suportam temperaturas extremamente elevadas e não se desbotam mesmo depois de uma semana mergulhados em uma solução ácida.
"Basicamente, esta foi uma descoberta acidental," conta Mas Subramanian, coordenador do laboratório onde o feliz "acidente" ocorreu.
"Nós estávamos explorando óxidos de manganês por causa de algumas propriedades eletrônicas muito interessantes que eles apresentam, algo como poder ser ferroelétrico e ferromagnético ao mesmo tempo. Nosso trabalho não tinha nada a ver com pigmentos," conta o cientista.
Melhor pigmento azul da história
Não tinha, até que o estudante Andrew Smith retirou algumas amostras dos óxidos de manganês do forno e verificou que elas eram totalmente azuis, e de um azul belíssimo. Estava nascendo o mais novo, e provavelmente o melhor, pigmento azul da história.
A cerca de 1.200 ºC, o sem-graça óxido de manganês transformou-se em um composto azul vívido que pode ser usado como pigmento em tintas, sendo capaz de resistir ao calor e ao ataque de ácidos, além de não conter elementos tóxicos e ser barato de se produzir - os óxidos de manganês são produtos largamente disponíveis no mercado, com custo baixo.
Depois de analisar o composto e descrever sua estrutura e características físico-químicas em detalhes, os pesquisadores afirmam que o novo pigmento azul poderá ser usado em qualquer tipo de tinta, das impressoras a jato de tinta até automóveis, artes e tintas para paredes.
Mente alerta
"Várias descobertas interessantes não foram realmente planejadas, nós temos visto isto ao longo de toda a história," diz Subramanian. "Há sorte envolvida, mas eu sempre digo aos meus alunos que você tem que estar alerta para reconhecer algo que esse algo acontece, mesmo se você não estiver procurando por ele. A sorte favorece a mente alerta."
Pigmento azul reflete calor do Sol
Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/06/2012
A estrutura cristalina "bipiramidal trigonal" dá ao pimento azul a
capacidade para refletir até 40% da radiação infravermelha que incide
sobre ele.[Imagem: Oregon State University]
Em 2009, um grupo de pesquisadores da Universidade de Oregon, nos Estados Unidos, pôs fim a uma busca milenar.
Eles descobriram, por acaso, pigmentos inorgânicos de uma cor azul muito forte, e muito estáveis.
A descoberta foi comemorada porque todos os pigmentos azuis até então disponíveis eram problemáticos: o azul cobalto pode ser carcinogênico, o azul da Prússia libera o venenoso cianeto, e outros pigmentos azuis não se dão com o calor ou com os ambientes ácidos.
Refletir o calor
Agora, não mais por acaso, o mesmo grupo descobriu que seus compostos de manganês têm uma outra característica inusitada: eles são capazes de refletir o calor.
"Quanto mais estudamos o material, mais interessante ele se torna," comemora Mas Subramanian, um dos descobridores do novo material.
"Já sabíamos que ele é mais durável, mais seguro e muito mais fácil de fabricar. Agora ele se tornou um novo candidato para a eficiência energética," completa o pesquisador.
O pigmento tem uma refletividade ao infravermelho de cerca de 40% - a radiação no infravermelho é a responsável pela maior parte do calor que sentimos ao Sol.
Eficiência energética
Os pesquisadores descobriram que o novo pigmento azul possui uma estrutura cristalina muito incomum - chamada coordenação bipiramidal trigonal -, que faz com que suas moléculas se alterem quando expostas ao calor.
A proposta é usar o pigmento na composição de tintas para recobrir a superfície ou o telhado de casas e edifícios, que absorveriam menos calor, economizando energia com os sistemas de ar-condicionado.
Nanoscience of an Ancient Pigment
Darrah Johnson-McDaniel, Christopher A. Barrett, Asma Sharafi, Tina T. Salguero
Journal of the American Chemical Society--Vol.: 135 (5), pp 1677-1679---DOI: 10.1021/ja310587c
Mn3+ in Trigonal Bipyramidal Coordination: A New Blue Chromophore
Andrew E. Smith, Hiroshi Mizoguchi, Kris Delaney, Nicola A. Spaldin, Arthur W. Sleight, M. A. Subramanian=Journal of the American Chemical Society--November, 2009--Vol.: 131 (47), pp 17084-17086---DOI: 10.1021/ja9080666
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/meta.php?meta=Tintas
Redação do Site Inovação Tecnológica -2013
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