Pesquisadores britânicos desenvolvem técnica para facilitar a produção industrial de vidros porosos híbridos

Pesquisadores do Reino Unido desenvolveram uma nova geração de materiais híbridos ao aplicar princípios de fabricação de vidro ancestrais às estruturas metal-orgânicas (MOF). O estudo, publicado na revista Nature, detalha como a introdução de pequenas quantidades de compostos de lítio ou sódio permite ajustar a resposta desses vidros porosos ao calor.

A técnica resolve um entrave técnico crítico: os vidros MOF costumam amolecer apenas acima de 300 graus Celsius, temperatura muito próxima do limite de degradação do material. Essa janela térmica reduzida inviabilizava o processamento industrial e a produção em larga escala. Com a adição dos modificadores químicos, a equipe conseguiu reduzir a temperatura de amolecimento e aumentar a fluidez do material sem comprometer suas propriedades funcionais.

Esses materiais são compostos por átomos metálicos conectados por moléculas orgânicas, criando uma estrutura interna com espaços capazes de reter gases. Essa característica torna os vidros MOF promissores para o desenvolvimento de membranas, revestimentos avançados, catálise, armazenamento de hidrogênio e captura de carbono.

O método se baseia na lógica utilizada em vidros de sílica tradicionais, onde a alteração da composição controla a resistência mecânica, a fusão e a moldagem. Para validar o processo, foram utilizados exames de ressonância magnética nuclear de estado sólido em alta temperatura, que revelaram como os íons de sódio se incorporam e modificam a estrutura do vidro para facilitar seu fluxo.

Complementando a análise, modelos computacionais indicaram que o sódio não apenas preenche espaços vazios, mas substitui parcialmente átomos de zinco na rede. De acordo com a Universidade de Birmingham e a TU Dortmund University, a estratégia de alterar a rede estrutural para ajustar o comportamento de fusão e as propriedades mecânicas reflete a evolução do processamento de vidros, desde a Mesopotâmia até a tecnologia atual de fibras ópticas.