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May 26, 2023

Um material de polímero magnético curado em forma por microondas

Pesquisadores australianos criaram um novo material polimérico versátil que pode ser

Pesquisadores australianos criaram um novo material polimérico versátil que pode ser usado para purificar água ou usado como material de construção reciclável e até mesmo transformado em componentes leves de máquinas.

De acordo com a pesquisa publicada na Polymer Chemistry, o material é feito por prensagem a quente de nanopartículas magnéticas de ferro e um polímero rico em enxofre – feito de óleo de canola e enxofre elementar.

As partículas de ferro permitem que o material seja manipulado com um ímã e aquecido muito rapidamente com micro-ondas, o que permite que ele seja curado em uma forma sólida em segundos.

Este material versátil também é reciclável e fácil de reaproveitar porque pode ser triturado e remodelado várias vezes.

O autor sênior do estudo, Justin Chalker, que é professor de química na Flinders University, diz que a nova pesquisa fornece evidências adicionais importantes do potencial e da versatilidade dos polímeros ricos em enxofre.

"Este estudo ilustra a crescente utilidade e alcance dos polímeros ricos em enxofre", diz Chalker. "Remediação de metais pesados, novos materiais de construção e componentes de máquinas leves e recicláveis ​​foram todos feitos a partir deste material único e versátil."

O polímero rico em enxofre é feito combinando o subproduto de enxofre do refino de petróleo e óleo vegetal insaturado, que é então moído em partículas de cerca de 0,5 milímetros a 3 mm de diâmetro. Centenas de quilos disso podem ser fabricados industrialmente, tornando-o prontamente disponível para ser integrado a novas tecnologias.

Nanopartículas magnéticas de Maghemita (γ-Fe2O3) – um óxido de ferro – foram prensadas a quente e integradas ao polímero a 100 °C, depois repetidamente moídas e prensadas a quente para uma distribuição mais uniforme em todo o material.

Os pesquisadores demonstraram que o material de resposta magnética pode ser usado para remover o mercúrio da água contaminada; ele absorve o metal tóxico porque o enxofre no polímero se liga aos metais pesados.

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E, em vez de precisar filtrar a mistura, as nanopartículas magnéticas permitem que o material seja facilmente captado com o uso de um ímã. Eles poderiam reduzir a concentração de mercúrio na água para menos de 7 partes por bilhão – uma redução de 99,9% no mercúrio da mistura original.

"Esta é uma maneira simples de remover metais tóxicos de misturas complexas", diz o principal autor, Dr. Nic Lundquist, pesquisador associado em Química da Universidade Flinders.

O material também pode ser transformado em objetos sólidos por meio de cura por micro-ondas, o que a equipe demonstrou ao criar uma válvula solenóide.

Ao aumentar o teor de nanopartículas de ferro do compósito, eles foram capazes de criar uma válvula que, quando uma corrente elétrica passasse pela bobina solenóide para produzir uma força magnética, poderia ser aberta.

Sua versão de polímero rico em enxofre magnético tinha apenas um décimo da massa do componente comercial original todo em metal.

"Esta é uma demonstração de como os compósitos à base de polímeros podem ser substitutos leves de componentes de máquinas que são tradicionalmente compostos inteiramente de metal. Tais recursos são importantes na robótica leve, bem como em máquinas que exigem peso mais leve para um transporte mais eficiente", escrevem os autores. em seu estudo.

O material de resposta magnética também demonstrou ser um aglutinante eficaz para novos materiais de construção, traçando novos caminhos para a conversão de resíduos.

"Estou muito entusiasmado com as possíveis novas aplicações desses polímeros e posso imaginar sua aceitação em diferentes campos, desde a remediação ambiental até a robótica", disse o Dr. Lundquist.

Originalmente publicado pela Cosmos como polímero versátil que pode ser manipulado por ímãs e curado em forma por micro-ondas

Imma Perfetto é jornalista científica da Cosmos. Ela é bacharel em ciências com honras em comunicação científica pela Universidade de Adelaide.

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