24 de outubro de 2025 — Um grupo da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTECH), na Coreia do Sul, apresentou um processo químico que organiza óxidos metálicos porosos e materiais condutores em questão de segundos, elevando o desempenho de ânodos para baterias de íon-lítio.
Detalhada na revista Nano Energy, a técnica, batizada de condensation-induced self-assembly (CISA), substitui a tradicional evaporação lenta do solvente por uma reação de condensação de alcóxidos metálicos. O novo caminho elimina segregação de componentes, reduz etapas de produção e permite reaproveitar todo o solvente usado.
Como funciona
O método utiliza o copolímero em bloco PS-b-PEO dissolvido em acetona acidificada (pH 1). Na presença de alcóxidos — como o etóxido de nióbio — ocorre hidrólise seguida de condensação, originando cadeias de óxido que se ligam ao segmento PEO do polímero. Em cerca de cinco segundos, formam-se micelas que agregam e geram um gel macio; após calcinação, resta uma rede mesoporosa uniforme.
Ensaios mostraram que a forte acidez é essencial para a rapidez da condensação, enquanto a escolha do solvente determina a irreversibilidade da estrutura. A acetona foi a mais eficaz, permitindo recuperação integral por destilação simples.
Integração homogênea de condutores
Para testar a capacidade de dispersão, os pesquisadores incorporaram folhas de MXene (Ti3C2Tx) e nanotubos de carbono. A reação ultrarrápida evitou empilhamento ou segregação, algo comum em processos guiados por evaporação. Amostras obtidas por CISA exibiram área superficial de 70 m²/g, contra 39 m²/g nos materiais produzidos pelo método tradicional.
Desempenho eletroquímico
Como ânodo, o compósito nióbio óxido-MXene fabricado por CISA entregou 163 mAh/g a 1 A/g, superando óxido mesoporoso puro (86 mAh/g) e MXene isolado (58 mAh/g). Após 1.000 ciclos, manteve 115 mAh/g com quase 100% de eficiência coulômbica. A baixa resistência de transferência de carga e a difusão facilitada de íons foram atribuídas à mistura homogênea e à rede de poros ordenados.
Imagem: chical cdensati
Vantagens sustentáveis e próximos passos
Além da velocidade — minutos em vez de horas —, o processo dispensa solventes tóxicos (como DMF e dioxano) e permite reutilizar totalmente a acetona, reduzindo impacto ambiental e custos. Segundo o professor Jin Kon Kim, líder do estudo, futuras investigações buscarão aplicar a estratégia a outros metais, sistemas multicomponentes e condições menos ácidas, com foco em escala industrial.
Os autores afirmam que a transição de um paradigma guiado por evaporação para outro dominado pela química de condensação pode acelerar a produção de materiais porosos para energia, catálise e sensores, mantendo controle preciso da nanoestrutura.
Com informações de Nanowerk
