Uma equipe de cientistas do King’s College London identificou uma nova forma de alumínio, um dos metais mais abundantes na Terra, que poderia oferecer uma alternativa muito mais barata e mais sustentável aos metais de terras raras amplamente utilizados.
Liderados pela Dra. Claire Bakewell, professora sênior do Departamento de Química, os pesquisadores criaram moléculas de alumínio altamente reativas, capazes de quebrar algumas das ligações químicas mais fortes. Suas descobertas, publicadas Comunicação da naturezaTambém revela estruturas moleculares inteiramente novas, abrindo a porta para tipos de comportamento químico até então desconhecidos.
Invenção de uma estrutura única de alumínio
Os pesquisadores relataram o primeiro exemplo conhecido de ciclotrialumínio, um composto feito de três átomos de alumínio dispostos em uma estrutura trigonal. Esta configuração incomum dá uma resposta extraordinária. É importante ressaltar que a estrutura permanece intacta mesmo quando dissolvida em vários solventes, proporcionando a estabilidade necessária para diversas reações químicas.
Essas reações incluem a separação do dihidrogênio e a permissão da inserção gradual e do crescimento da cadeia de eteno, um hidrocarboneto comum de 2 carbonos. Tais capacidades destacam o potencial do composto para a construção de moléculas mais complexas.
Substituição de metais caros e escassos
Os metais desempenham um papel central na produção de produtos químicos de uso diário e especiais utilizados em toda a indústria. Muitos destes processos dependem de metais preciosos, como a platina, que são caros e podem ter impactos ambientais significativos devido à extração.
Os cientistas procuram alternativas mais fáceis de obter e mais sustentáveis. A Dra. Claire Bakewell explica: “Os metais de transição são os cavalos de batalha da síntese química e da catálise – mas muitos dos mais úteis são cada vez mais difíceis de aceder e extrair – muitas vezes localizados em regiões de agitação política, aumentando a procura e o preço.
“Os químicos estão analisando elementos mais comuns da tabela periódica e escolhemos o alumínio porque é abundante, o que o torna 20 mil vezes mais barato que metais preciosos como a platina e o paládio.”
A química do alumínio expande possibilidades
Além de projetar compostos de alumínio para uso em síntese química, a equipe está descobrindo reações inteiramente novas.
Bakewell disse: “O que há de especial neste trabalho é que estamos ampliando os limites do conhecimento químico. O mais emocionante é que podemos usar este trímero de alumínio para criar compostos inteiramente novos com níveis de reatividade nunca vistos antes – incluindo anéis de alumínio e carbono de 5 e 7 membros que criam a capacidade de funcionamento deste metal. Estávamos essencialmente tentando replicar a fronteira da pesquisa química. “
Esta química emergente pode permitir aos cientistas desenvolver novos tipos de reações ou montar estruturas moleculares maiores com propriedades únicas, potencialmente levando a novos materiais e produtos.
Rumo a uma produção química mais limpa e mais barata
Bakewell enfatizou que a pesquisa ainda está em seus estágios iniciais, mas mostra uma promessa significativa.
“Estamos na fase exploratória e apenas no início da descoberta do potencial deste material abundante na Terra”, disse ele.
“Mas pelo que já vimos, esta química poderia apoiar uma transição para uma produção química mais limpa, mais verde e mais barata, ao mesmo tempo que faz novas descobertas ao longo do caminho.”
