Grupo internacional estuda material híbrido-orgânico
Pela primeira vez, evidências experimentais mostraram que o processo de emissão de luz de um material orgânico-inorgânico é determinado por mecanismos que ocorrem em escala nanométrica. Um grupo internacional de cientistas, com participação brasileira, demonstrou que a emissão luminosa do material estudado, assim como o "efeito de memória" dela decorrente, é resultado da organização molecular complexa e não da estrutura atômica, como ocorre normalmente.
A pesquisa, cujos resultados serão publicados na próxima edição da revista Advanced Materials, foi realizada por grupos da Universidade Estadual Paulista (Unesp), das universidades de Aveiro e de Trás-os-Montes, em Portugal, e da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia. A pesquisa já está disponível na edição on-line da revista científica.
De acordo com o professor Celso Santilli, do Grupo de Físico-Química de Materiais do Instituto de Química da Unesp, o material híbrido orgânico-inorgânico em questão é formado por um esqueleto inorgânico baseado em silício, conectado, por meio de grupos amida, a cadeias poliméricas de átomos de carbono e hidrogênio. Quando o material é iluminado por luz ultravioleta, há uma transferência de prótons nos conectores que provoca a emissão de luz vísivel.
As cadeias poliméricas ficam penduradas perpendicularmente ao esqueleto inorgânico e se interpenetram em temperatura ambiente. Elas se auto-organizam por meio de uma interação hidrofóbica, mantendo-se esticadas. Quando o material é aquecido, as cadeias ficam tortuosas, perturbando a transferência de prótons e causando uma mudança na intensidade da luz.
"A mudança de propriedade é reversível. Quando o material torna a esfriar, a estrutura volta ao normal e a emissão da luz retorna à energia inicial. Mas a resposta da emissão de luz demora bem mais do que a resposta estrutural. Com isso, o material preserva uma memória de ter sido aquecido, que se expressa pela emissão luminosa", disse Santilli.
O estudo, segundo Santilli, demonstra que o comportamento de estruturas complexas — sejam organismos vivos ou materiais organizados em construções hierárquicas — é resultado da maneira como se organizam as unidades estruturais que as constituem, não apenas de sua estrutura atômica. Muitas vezes os híbridos apresentam propriedades que não são exibidas individualmente pelos seus componentes isolados. "É importante observar que estruturas complexas não são o mesmo que estruturas complicadas. O que as caracterizam é o fato de suas várias partes, ao interagirem, desencadearem comportamentos que vão além do que se poderia esperar da simples junção desses componentes", explicou Santilli.
O estudo, segundo o professor, sugere que essa família de materiais tem potencial para desenvolvimento de uma série de novas propriedades. "Observamos um verdadeiro efeito nanoscópico. Geralmente, as propriedades de emissão dependem das propriedades de simetria do centro emissor — que se dão em escala da ordem de 0,1 a 0,5 nanômetro. Mas, nesse caso, vimos possibilidades de mudar uma propriedade pela ação na estrutura nanométrica, considerando uma escala de cerca de 150 nanômetros." (Da Agência Fapesp)