Novo mineral brasileiro é descoberto

Estamos numa época que parece que nada mais pode ser descoberto de natural no nosso mundo, devido à grande quantidade de pesquisas já desenvolvidas. Porém isso não é realidade! Em 2014 foi encontrado um mineral nunca antes visto aqui mesmo no Brasil, na cidade Cajati (SP), chamado melcherite descoberto pelo engenheiro de minas, Luiz Alberto Dias Menezes Filho, e em 2015 foi caracterizado por professores e pesquisadores da USP.

O novo mineral foi encontrado numa cavidade, local que geralmente ficam os minerais mais raros, de uma rocha de carbonatito, que possui mais de 50% de minerais carbonáticos, como a calcita (CaCO3) e dolomita (CaMg(CO3)2).

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Melcherita. Foto: Acessoria de Comunicação do IFSC

Para caracterizar e analisar esse mineral, foram utilizadas as técnicas de difração de Raio-X e Espectroscopia Raman, obtendo informações químicas e estruturais do material. A última técnica citada utiliza as vibrações dos átomos e íons para distinguir os componentes, seria como se fosse uma digital dos materiais. Dessa maneira, foi revelado que a fórmula química desse material é Ba2Na2Mg[Nb6O19]·6H2O.

A Melcherite recebeu esse nome para homenagear um professor já falecido,  Geraldo Conrado Melcher (1924-2011), que chefiou o Departamento de Engenharia de Minas e Petróleo da Escola Politécnica (Poli) da USP. Ela é o segundo hexoniabato a ser descoberto no mundo e promete muito!

Na sua composição o nióbio é presente, o que origina octaedros na estrutura, que se unem e formam um super octaedro. Na figura abaixo tem-se um esboço de um octaédrico, onde os átomos estaria nos vértices.

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Esboço octaedro

Já existem estudos sobre aprisionar vírus nessas estruturas e substâncias químicas perigosas, como o gás de Sarin, utilizado em ataques na Síria. Além dessas, outras aplicações também serão estudadas para a melcherite ainda com auxílio de outros pesquisadores, até mesmo de outros países. A ideia é trocar os elementos da estrutura para observar a troca de propriedades físicas.

Segundo Marcelo Barbosa de Andrade, pesquisador responsável pelo Centro de Caracterização de Espécies Minerais (CCEM/IFSC), que participou dessa descoberta “A estrutura da melcherita é muito versátil. E até pouco tempo só havíamos encontrado essa estrutura em compostos produzidos em laboratório, e não na natureza”.

Então agora vamos esperar e ver os resultados incríveis que a melcherite poderá gerar!

Para escrever esse post utilizamos como referência:

USP – Descoberto novo mineral que pode inspirar novos materiais

Inovação Tecnológica – Descoberto no Brasil mineral “tecnologicamente fantástico”

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Nova família de materiais luminescentes

Os materiais luminescentes são bem utilizados no nosso cotidiano, por exemplo em sinalizações de saída de emergência ou na sinalização de trânsito. Esse fenômeno pode ocorrer em qualquer estado da matéria e é relacionado com a capacidade do material de emitir luz através de uma reação química, radiação ionizante ou até mesmo por meio de uma emissão de luz. A transferência ou absorção de energia se dá através de um íon de espécie ativadora, que quando excitado sofre decaimento e então emite radiação de menor energia que a fonte incidente. O que também pode ocorrer é que o íon ativador não é capaz de absorver a energia de excitação direta, então para absorver essa energia será utilizado um íon sensibilizador.

Cientistas do MIT desenvolveram uma família de materiais bioinspirados luminescentes que emitem precisamente cores controladas (até mesmo o branco) e cuja emissão pode ser ajustada conforme a variação das condições do ambiente. Esses materiais consistem em um metallogel, que é um polímero metálico feito de metais de terras raras, pois eles apresentam grande rendimento quântico, e que no caso é feito com lantanídeo. O princípio de emissão de luz pode ser ajustado conforme estimulos químicos, mecânicos ou até mesmo térmicos, assim eles podem identificar a presença de alguma substância ou situação particular. Isso é possível através da combinação do lantanídeo com o polímero polietilenoglicol. Dessa forma eles podem detectar toxinas, poluentes e elementos patogênicos através das diferentes emissões de luz quando em contato com essas substâncias.

Outra aplicação desses incríveis materiais é na detectação de tensão em sistemas mecânicos. Esse material pode ser aplicado em forma de gel ou como um revestimento nas estruturas, então antes que a falha ocorra, ele irá identificá-la. Além disso, esses materiais compósitos são capazes de auto-montagem e auto-regeneração e podem ser utilizados em casos que necessite de absorção de energia sem fraturar, como em implantes biológicos.

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Materiais luminescentes produzidos pelo MIT. Fonte imagem

E por que eles são bioinspirados?

Bom, o engenheiro de materiais Niels Holten-Andersen disse que ele procura usar os truques presentes na natureza para projetar polímeros que sejam bioinspirados e esses materiais luminescentes não deixam de ser um caso, porque ele se baseou nos organismos presentes no oceano.

Um grande centro no Brasil que trabalha com materiais luminescentes é o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) que é ligado à USP. Nele o químico Everton Bonturim desenvolve materiais com luminescência persistente, que é o fenômeno no qual continuam emitindo luz por minutos ou até mesmo horas depois de cessada a excitação e quando o sistema absorve energia térmica a energia dele será liberada. E o principal diferencial dessa pesquisa feita por Bonturim é que ele estuda as propriedades que esses materiais terão em escala nanométricas para serem agregados em materiais como polímeros e sílica. Como já falado anteriormente, são utilizados metais de terras raras nesse sistema e os três tipos presentes na pesquisa do IPEN são o térbio (Tb), európio (Eu), e túlio (Tm).

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Material luminescente. Fonte imagem

A aplicação mais provável para eles é transforma-los em marcadores biológicos, que permitem a identificação de substratos e são úteis no diagnóstico de doenças. Além disso são utilizados na área de segurança ao serem utilizados em células e documentos.

Você conhece mais algum centro de pesquisa que trabalha com materiais luminescentes ou alguma outra aplicação? Não deixe de compartilhar com a gente!

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