Revolução em eletrólitos sólidos: estruturas helicoidais de peptídeos melhoram condutividade e estabilidade

São PauloPesquisadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign descobriram novas maneiras de melhorar eletrólitos sólidos utilizando estruturas peptídicas em formato de hélice. Eletrólitos sólidos são importantes por serem mais seguros do que os eletrólitos líquidos habitualmente usados em baterias. Essas novas estruturas helicoidais aumentam significativamente a condução elétrica e a estabilidade dos eletrólitos, estabelecendo um novo padrão para materiais avançados.

O estudo revelou diversas vantagens ao se utilizar estruturas de peptídeos helicoidais.

• Condutividade aprimorada em comparação com suas contrapartes de estrutura randômica
• Maior estabilidade em altas temperaturas e voltagens
• Elevação da constante dielétrica
• Capacidade de retornar a unidades monoméricas para reciclagem

Polímeros tradicionais geralmente possuem estruturas aleatórias. Ao projetá-los com uma forma helicoidal, suas propriedades melhoram significativamente. A hélice imita a estrutura de peptídeos biológicos e auxilia no armazenamento de energia. Essa configuração cria um macrodipolo forte ao alinhar pequenos momentos dipolares ao longo da hélice. Isso melhora o transporte de carga do material e aumenta sua constante dielétrica, tornando-o mais eficaz no armazenamento de energia elétrica.

Polímeros Helicoidais Mais Longos Podem Revolucionar o Futuro

Peptídeos helicoidais mais longos apresentam maior condutividade, tornando o comprimento um fator crucial para futuras inovações. O professor Chris Evans, pesquisador principal, destacou que esses polímeros são extremamente resistentes. Eles mantêm sua estrutura mesmo sob alta pressão, ao contrário dos polímeros tradicionais que tendem a se degradar.

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Polímeros Peptídicos Helicoidais: Melhoria de Desempenho e Benefícios Ambientais

Os polímeros de peptídeo helicoidais não só aprimoram o desempenho, como também são mais ecológicos. Ao término da vida útil da bateria, enzimas ou ácidos conseguem decompor o material peptídico em suas unidades básicas. Esse processo permite a recuperação e reutilização dos materiais, reduzindo significativamente o desperdício e o impacto ambiental.

Pesquisas indicam que as estruturas helicoidais de peptídeos podem ser cruciais para o futuro das baterias de estado sólido. Essas estruturas melhoram a condução elétrica e a estabilidade das baterias, além de serem mais sustentáveis. Isso pode ajudar a resolver muitos dos problemas das tecnologias de baterias atuais.

Esta pesquisa essencial foi publicada na revista Nature Materials e contou com financiamento da Fundação Nacional de Ciência dos EUA e do Departamento de Energia. Uma equipe diversa da Universidade de Illinois trabalhou em conjunto, envolvendo vários departamentos e institutos, destacando a importância da colaboração entre diferentes áreas.