O ritmo acelerado do progresso científico é inegavelmente empolgante, mas acompanhar os mais recentes acontecimentos muitas vezes pode parecer avassalador. O CAS, com sua perspectiva única sobre os cenários científicos históricos e atuais, oferece insights inestimáveis sobre as tendências emergentes. Recentemente, especialistas da Dow e do CAS colaboraram para destacar as descobertas científicas mais importantes e as tendências em ciência dos materiais que estamos ansiosos para acompanhar em 2025.
Principais tendências da ciência dos materiais para 2025
Janet destacou seis tendências científicas fundamentais na ciência dos materiais no artigo do CAS Insights que devem influenciar a pesquisa e a inovação no próximo ano:
- Metamateriais: Melhorando as comunicações sem fio e outras aplicações.
- Descarbonização da construção predial: inovações em materiais inteligentes para reduzir as emissões globais.
- Aerogéis: descoberta de novas aplicações além do isolamento.
- Materiais inteligentes: aprimoramento do desempenho, da segurança e do conforto em diversas aplicações.
- Bambu: utilização desse material de construção renovável de maneiras inovadoras.
- Tecidos termicamente adaptáveis: melhoria do desempenho em diversos usos.
Para detalhar mais essas tendências, o Dr. Harold Boone e o Dr. Leighton Jones se juntaram a Janet para um amplo painel de discussão que abordou vários assuntos relacionados.
Materiais inteligentes na construção
Harold explicou que os materiais inteligentes na construção são essenciais para reduzir a pegada de carbono dos edifícios. Ele mencionou janelas termocrômicas que alteram a transparência com base em respostas térmicas, materiais isolantes e concreto autocurativo. Harold destacou a elegância da ciência quando ela passa despercebida pelo usuário comum mas proporciona benefícios significativos, como o concreto autocurativo usando bactérias encapsuladas. Essas bactérias permanecem dormentes até que ocorra uma rachadura, desencadeando o processo de cura. Essa abordagem inovadora assegura durabilidade a longo prazo e eficiência energética na construção. Leighton acrescentou que os nanotubos, o grafeno, outros nanocompósitos e certos polímeros podem ser incorporados às formulações de concreto para aumentar sua resistência de fábrica e várias outras propriedades mecânicas de resistência à tração.
Energia solar
Leighton forneceu insights sobre a sua pesquisa sobre energia solar. Ele discutiu a modelagem das relações estrutura-propriedade em fotovoltaicos orgânicos e a colaboração interdisciplinar necessária para produzir dispositivos solares eficientes. Leighton compartilhou seu trabalho com uma equipe multidisciplinar para sintetizar, fabricar e medir as propriedades elétricas e ópticas de dispositivos solares. Ele explicou como a energia solar se tornou uma parte importante das redes de energia no mundo todo. Também enfatizou a importância das estratégias para melhorar a eficiência da conversão de energia, como as propriedades doador-aceitador e o uso de aditivos para melhorar as estruturas semicristalinas.
Soluções de polímeros sustentáveis
Harold explicou que os materiais de transferência de fase para armazenamento de energia térmica estão sendo estudados para melhorar a condutividade e a densidade de energia. Esses materiais têm grande potencial em centros de dados, que exigem energia e refrigeração significativas. Ele enfatizou a necessidade de colaboração entre os setores, o meio acadêmico e o governo para atingir as metas de descarbonização. Harold também mencionou o roteiro do Departamento de Energia para descarbonizar a economia, que requer ampla colaboração para reduzir as emissões industriais, descarbonizar edifícios e alcançar emissões líquidas zero até 2050.
Metamateriais
Leighton enfatizou o potencial dos metamateriais para revolucionar vários setores. Ele destacou algumas aplicações fascinantes, como as capas de invisibilidade que podem fazer os objetos "desaparecer". Ele também compartilhou o potencial desses materiais para eliminar poluentes e limpar derramamentos de óleo, observando que a NASA já usou alguns desses materiais.
Ambos os palestrantes discutiram a disponibilidade comercial dos metamateriais e suas aplicações potenciais. Harold categorizou os metamateriais em dois grupos: os que estão disponíveis para comercialização e os que ainda estão na fase nascente. Ele mencionou o uso de metamateriais para atenuar ondas sísmicas em terremotos e em aplicações militares para camuflagem e manipulação óptica. Leighton destacou seu papel na tecnologia vestível e no monitoramento biológico, incluindo materiais que colhem energia ambiente de movimentos cotidianos, como caminhar, para alimentar dispositivos como marcapassos.
No geral, foi uma excelente oportunidade para acompanhar discussões profundas e interconectadas sobre temas da ciência dos materiais que apresentarão resultados em 2025.
Saiba mais
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