Executive Summary
- Materiais avançados facilitam a química verde e métodos de armazenamento de energia mais eficientes.
- Sensores e dispositivos biomédicos se beneficiam de materiais avançados, como estruturas metalorgânicas e polímeros condutores.
- Ferramentas impulsionadas por inteligência artificial podem identificar materiais avançados promissores rapidamente.
- Métodos de reciclagem sofisticados recuperam mais materiais de fluxos de resíduos e apoiam a economia circular.
De minúsculos íons metálicos e fios de polímero a painéis solares e baterias de tamanho real, materiais avançados estão mudando produtos em usos comerciais e industriais. Essas inovações estão na interseção da ciência dos materiais tradicional, tecnologia impulsionada por inteligência artificial e química verde. Além disso, descobertas importantes estão agora saindo do laboratório para aplicações no mundo real. A questão principal para investidores e estrategistas de produtos é: qual inovação é a próxima pronta para dar o salto?
Nossa visão abrangente do cenário da ciência dos materiais por meio da CAS Content CollectionTM, o maior repositório de informações científicas tratado por humanos, nos fornece insights únicos sobre tendências de pesquisa e patentes relacionadas a materiais avançados. Essa perspectiva é fundamental para entender como os materiais estão passando de estudos de prova de conceito para produtos comercializáveis e onde as próximas descobertas importantes estão acontecendo.
Nossos especialistas estão explorando continuamente como os materiais avançados estão impactando campos como armazenamento de energia e produtos de consumo. Os recursos que reunimos neste hub compartilham as descobertas mais recentes para pesquisadores, especialistas em patentes e equipes de P&D:
Estruturas metalorgânicas cruzam o limiar comercial
Com uma área de superfície e porosidade incrivelmente altas, além de propriedades químicas ajustáveis, as estruturas metalorgânicas (MOFs) são materiais minúsculos que causam um impacto enorme no armazenamento de energia, esforços de descarbonização e até mesmo na biomedicina. As MOFs mostram um progresso promissor na separação de gases e captura de carbono, armazenamento e conversão de energia, coleta de água e aplicações biomédicas, como sensores e imagens. Com a tecnologia impulsionada por inteligência artificial, os pesquisadores estão superando a abordagem de tentativa e erro que retardou a síntese de MOFs e estão identificando estruturas eficazes mais rapidamente:
Ler artigo: MOFs em um ponto de virada comercial
Destaque do CAS Insights
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Materiais avançados impulsionam um melhor armazenamento de energia
A transição energética é o catalisador para muitas novas tecnologias, e a ciência dos materiais está transformando essas tecnologias em realidade. Novas tecnologias de bateria, como baterias de estado sólido, melhoram as baterias de íon-lítio com eletrólito líquido, oferecendo maior densidade de energia e segurança. Armazenamento de energia térmica também utiliza materiais inovadores para armazenar calor e frio para conversão de volta em eletricidade ou para uso em aquecimento e ar-condicionado que consomem menos energia do que as fontes tradicionais movidas a gás ou eletricidade. Materiais avançados podem gerar mais energia para armazenamento nesses tipos de baterias? Como vemos com as células solares de perovskita, a resposta é sim.
Leia mais: Baterias de eletrólito sólido são alternativas promissoras às baterias de lítio convencionais.
Polímeros condutores unem vestuário e eletrônicos
Nossas roupas podem conduzir eletricidade? Polímeros especializados com certas ligações moleculares dopadas com portadores de carga podem, e estão mudando a detecção biomédica e a administração de medicamentos. Esses materiais inovadores podem até ir além dos dispositivos vestíveis para aplicações potenciais como músculos artificiais e próteses implantáveis.
Leia mais: Polímeros condutores avançam para aplicações comerciais
Leia mais: Energia confiável das menores fontes
O que são MXenes?
MXenes são materiais bidimensionais com propriedades únicas e a capacidade de ter sua composição ajustada para atender a muitas aplicações. Esses materiais são usados em baterias, supercapacitores e outros componentes de armazenamento de energia, bem como em eletrônicos, sensores e aplicações de remediação ambiental. Os MXenes diferem de outros materiais 2D por combinarem condutividade, flexibilidade e superfícies hidrofílicas que podem ser quimicamente modificadas para propriedades específicas.
Leia mais: Capacitores, catalisadores e revestimentos: MXenes impulsionam inovações industriais
O futuro dos materiais avançados
Ao projetar a matéria da escala atômica à macroescala, os materiais avançados estão expandindo as capacidades de tecnologias comerciais, como painéis solares e baterias. À medida que as inovações se multiplicam, é mais importante do que nunca que os pesquisadores identifiquem os compostos prontos para uma descoberta importante e as tecnologias prontas para sair do laboratório e entrar no mercado comercial.
O acesso aos dados e às capacidades analíticas do CAS oferece uma vantagem importante, e nossas soluções, como o CAS SciFinder® e o CAS IP Finder, com tecnologia STN™, permitem que a equipe do CAS tenha insights únicos sobre governança de dados e estratégias de gestão do conhecimento. Continuaremos atualizando este espaço com os principais desenvolvimentos em materiais avançados de todo o cenário de pesquisa.
Os tópicos de materiais avançados acima foram analisados usando a CAS Content Collection, o CAS SciFindere o CAS IP FinderTM, que agregam dados de química e ciências relacionadas de fontes globais. Pesquisadores que exploram tendências semelhantes podem acessar capacidades de busca habilitadas por inteligência artificial em todas essas áreas usando o CAS Newton℠ para identificar padrões em suas áreas de pesquisa específicas.
