Os pesquisadores potencialmente criaram e geraram um novo sistema que tem a capacidade de capturar a energia luminosa como nunca antes e a inspiração vem da própria natureza. A pesquisa foi realizada no Pacific Northwest National Laboratory em colaboração com a Washington State University. Juntos, eles desenvolveram um sistema de coleta de luz artificial altamente eficiente que tem potencial para uso futuro em aplicações de energia fotovoltaica e bioimagem. A pesquisa forneceu uma base para superar os difíceis obstáculos para a produção de materiais híbridos orgânicos-inorgânicos hierarquicamente práticos. Esses materiais geralmente possuem um arranjo atômico específico que é essencial para fornecer muitas funções e características excepcionais, como resistência e tenacidade ao material. Os pesquisadores realmente trabalharam duro nisso para tornar o resultado bem-sucedido.
Embora esses tipos de materiais estruturados hierarquicamente sejam extremamente difíceis de fabricar, a equipe multidisciplinar de cientistas de Chen combinou seu conhecimento especializado para sintetizar uma molécula com uma sequência definida para formar um arranjo tão específico. Os pesquisadores criaram uma estrutura semelhante a uma proteína modificada, chamada de peptóide, e anexaram uma estrutura semelhante a uma gaiola baseada em silicato (abreviado POSS) em uma extremidade. Sob as condições certas, essas moléculas podem se automontar em cristais de formato perfeito feitos de nanofolhas 2D. Isto leva à criação de outra camada de complexidade semelhante à da membrana celular, semelhante à encontrada nas estruturas hierárquicas naturais, mantendo ao mesmo tempo a alta estabilidade e propriedades mecânicas melhoradas das moléculas individuais. “Como cientista de materiais, a natureza me dá muita inspiração”, diz Chen. “Sempre que quero projetar uma molécula para fazer algo específico, como um veículo para administração de medicamentos, quase sempre encontro um exemplo natural para modelar meus projetos mais tarde”, acrescentou Chen.
Depois de fabricar com sucesso esses nanocristais peptóides POSS e demonstrar suas propriedades únicas, incluindo alta programabilidade, a equipe agora está tentando tirar proveito dessas propriedades. Eles programaram o material para ter grupos funcionais específicos em locais e distâncias intermoleculares específicas para que esses nanocristais combinem força e estabilidade.
