Formação de películas poliméricas 2D demonstrada com resolução submolecular
2022-04-01
Manuel Melle-Franco e Karol Strutynski em colaboração com investigadores da KU Leuven e da Universidade do País Basco, acabaram de publicar trabalho na revista Nature.

Os polímeros constituem inúmeros objetos do nossos dia-a-dia. Desde a roupa produzida com fibras sintéticas a lentes oculares. Os polímeros são formados a partir da reação e ligação de monómeros, mas se uma reação for entre três monómeros simultaneamente forma-se uma película com uma estrutura interna periódica ou, por outras palavras, um polímero de duas dimensões (2D). Alguns deles são porosos, podendo ser usados como membranas, enquanto outros apresentam propriedades promissoras para aplicações eletrónicas avançadas. No entanto, até à publicação deste  estudo, desconheciam-se em detalhe os mecanismos da sua formação, questão essencial para permitir produção de polímeros de maiores dimensões e de elevada qualidade estrutural.

Uma equipa de investigadores da KU Leuven (Bélgica), POLYMAT e Universidade do País Basco (Espanha) e UA (Portugal) obteve uma visão sem precedentes dos mecanismos e das reações que levam à formação de polímeros 2D. Experimentalmente, os investigadores usaram uma técnica chamada  microscopia electrónica de varrimento, um tipo de microscopia não ótica, capaz de acompanhar, em tempo real, à medida que as ligações se vão formando e quebrando, molécula a molécula, o nascimento e crescimento de polímeros 2D num suporte sólido imersos numa solução reativa. Com recurso a complexos modelos computacionais desenvolvidos na Universidade de Aveiro, registaram a coexistência de vários mecanismos de crescimento que, se controlados, permitem à formação de películas poliméricas de grande qualidade e dimensões.

Este trabalho foi feito no contexto de vários projectos, nomeadamente o o projecto 2D-INK do programa “fostering novel ideas” ('FET Open'), da Comissão Europeia, que terminou em 2019 assim como dum projeto exploratório ainda activo associado ao trabalho mais abrangente de Manuel Melle-Franco, "Graphene for a New Generation of Electronics” (GRAPH-ELE). (IF/00894/2015) financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT).

Manuel Melle-Franco e licenciado em Química-Física pela Universidade de Santiago de Compostela (Espanha, 1996), e tem um mestrado em Química de Materiais (1997) e um doutoramento em Física-Química (2001), ambos os graus obtidos na Universidade de Kent (Reino Unido). Foi investigador no grupo de Francesco Zerbetto, na Universidade de Bolonha (Itália) e, em Portugal, nas universidades do Porto e Minho, desenvolvendo atualmente atividade na UA (CICECO) como investigador principal coordenando o grupo de Modulação Computacional e Avançada. Este grupo usa modelos computacionais em problemas complexos em várias áreas do conhecimento como  Química, Física, Biologia Molecular, Ciência dos Materiais e Nanotecnologia.

G Zhan et al. Nature 2022, DOI: 10.1038/s41586-022-04409-6.

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