Aplicações possíveis vão de sensores a células a combustível. O trabalho dos pesquisadores, sediados na Unicamp, foi objeto de reportagem de capa na revista ChemElectroChem (estrutura molecular dos dois compostos de cobre usados no estudo e os respectivos gráficos de variação de potencial elétrico em função do tempo/imagem produzida pelos pesquisadores)

Publicado em 23/04/2021

José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – Materiais inteiramente novos ou já conhecidos podem ser produzidos por meio da auto-organização em sistemas químicos. Os horizontes de aplicação incluem sensores, baterias e células a combustível, entre outras possibilidades tecnológicas. Entender mais profundamente de forma a poder controlar os processos envolvidos é o objetivo do Campinas Electrochemistry Group (CampEG), que atua no Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), sob a coordenação de Raphael Nagao.

Pesquisadores do grupo publicaram recentemente, no The Journal of Physical Chemistry, o artigo“Influence of the Ligands in Cu(II) Complexes on the Oscillatory Electrodeposition of Cu/Cu2O”. E o trabalho do grupo como um todo foi objeto de reportagem de capa na revista ChemElectroChem, tendo como título “Self-Organization in Electrochemical Synthesis as a Methodology towards New Materials”.

O grupo conta com vários auxílios da FAPESP, especialmente com o projeto “Desenho e controle de padrões eletroquímicos auto-organizados”, na modalidade Apoio a Jovens Pesquisadores conferido a Nagao.

“Em um reator com eletrodos, o processo eletroquímico gera, por si só, estruturas metálicas nas escalas nano ou micrométrica, que se organizam sozinhas. O material cresce devido às oscilações do potencial elétrico. Um uso possível do produto resultante é a conversão de energia. Por exemplo, como catalisador na conversão de dióxido de carbono (CO2) em etileno (C2H4), que é uma molécula de maior interesse em termos de aplicação”, diz Nagao à Agência FAPESP.

No experimento reportado no artigo publicado no The Journal of Physical Chemistry foi utilizada uma solução de cobre. “O processo eletroquímico gerou uma deposição no eletrodo, detectada por meio da variação do potencial elétrico. Com o emprego de dois ligantes orgânicos para evitar a precipitação do cobre, conseguimos controlar dois parâmetros: a amplitude da oscilação elétrica, que pode ser correlacionada com a composição química do material resultante; e o período da oscilação elétrica, correlacionado com a espessura do produto formado. Assim, seria possível controlar o crescimento do depósito mediante o conhecimento prévio da estrutura dos ligantes”, detalha.

O objetivo atual do grupo é entender como esses processos funcionam sob um aspecto fundamental; eventuais aplicações tecnológicas serão o passo seguinte. “Auto-organização em sistemas químicos pode ser utilizada como uma maquinaria molecular de construção sofisticada. Explorar as vantagens catalíticas em termos de seletividade e eficiência desses materiais é um caminho promissor”, diz.

O artigo Influence of the Ligands in Cu(II) Complexes on the Oscillatory Electrodeposition of Cu/Cu2O pode ser acessado em https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.0c02959 e a reportagem Self-Organization in Electrochemical Synthesis as a Methodology towards New Materials está disponível em https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/celc.202000737.

Fonte: https://agencia.fapesp.br/33959