Materiais 2D ocultos e esquecidos são descobertos com a IA
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Com a ajuda da inteligência artificial, investigadores da Universidade de Linköping, na Suécia, descobriram ocorrências anteriormente ignoradas dos materiais 2D MXenes em bases de dados mais antigas. Estas descobertas inspiraram os investigadores a criar novos materiais com métodos de síntese mais sustentáveis do que os anteriores. Os resultados, publicados na revista «Science», abrem caminho a novas aplicações para os MXenes, em que o magnetismo é uma componente importante, como nos setores da energia e do armazenamento de dados.
Johanna Rosén, professora de Física dos Materiais na Universidade de Linköping.
Jenny Widén
«Precisamos de olhar tanto para o passado como para o futuro para acelerar a ciência dos materiais. Há tanta informação na literatura da qual não temos conhecimento. Nós, enquanto investigadores, por vezes reinventamos a roda e afirmamos ter feito grandes descobertas – mas depois verifica-se que estas já tinham sido feitas na Alemanha, por exemplo, na década de 1970», afirma Johanna Rosén, professora de Física dos Materiais na Universidade de Linköping (LiU).
O seu grupo de investigação, em conjunto com colegas da Estónia e da Finlândia, utilizou IA para pesquisar bases de dados de materiais e identificar MXenes já criados, mas dos quais a comunidade científica ainda não tinha conhecimento.
Os MXenes são uma família de materiais que só foi descoberta em 2011. Os MXenes básicos consistem num metal em combinação com átomos de carbono ou de azoto. No entanto, o mais importante é a sua estrutura – os MXenes consistem em apenas algumas camadas atómicas, o que lhes confere uma área superficial extremamente grande em relação ao peso.
No total, os investigadores conseguiram identificar 33 MXenes já existentes. Inspirados pelas suas descobertas, criaram também 11 novos. Johanna Rosén explica que o projeto tem sido informalmente apelidado de «Projeto Baú do Tesouro» pelos investigadores envolvidos.
«A literatura e as bases de dados são verdadeiros baús de tesouros — basta abrir a tampa e ver o que lá está.»
Os MXenes podem ser dispostos em camadas uns sobre os outros, e uma película com apenas alguns milímetros de espessura pode conter vários milhões de camadas do material. Entre as camadas, podem ocorrer muitas reações químicas diferentes, que dependem da composição dos MXenes. Isto confere aos materiais propriedades que podem ser adequadas, por exemplo, para a purificação da água, armazenamento de energia, telecomunicações, biomedicina e outras áreas que os investigadores ainda não exploraram.
«Os MXenes podem ter uma vasta gama de propriedades úteis, muitas delas com potenciais aplicações na sustentabilidade. A descoberta de novas composições dá-nos a oportunidade de explorar ainda mais possibilidades de utilização destes materiais», afirma Ali Saffar Shamshirgar, investigador da LiU e primeiro autor do artigo publicado na revista *Science*.
Uma das descobertas mais importantes do presente estudo, para além dos novos materiais, diz respeito aos métodos de fabrico. A equipa de investigação conseguiu criar os MXenes de uma forma completamente nova, sem aquecimento externo, em apenas alguns segundos. O novo método requer uma quantidade significativamente menor de produtos químicos perigosos e menos água em comparação com o que se fazia anteriormente. Segundo Johanna Rosén, há muita atividade na frente da investigação no que diz respeito à síntese de MXenes, o que significa que a produção pode ser ampliada.
«Penso que é precisamente essa ampliação que irá impulsionar os MXenes para que venham a ser significativamente mais utilizados em diferentes aplicações.»
Além disso, a equipa de investigação demonstrou que os metais de terras raras podem substituir os metais nos MXenes, o que significa que estes também podem tornar-se magnéticos e, assim, alargar ainda mais as suas aplicações.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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