17 de outubro de 2025 – Urbana-Champaign, EUA. Pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign demonstraram um polímero capaz de ajustar, de forma reversível e em poucos segundos, tanto a condução de calor quanto o transporte de íons de lítio quando exposto a luz visível ou ultravioleta.
Descrito na revista Advanced Functional Materials, o material chama-se pPPHM, um metacrilato que incorpora grupos azobenzeno ligados por seis átomos de carbono. A molécula de azobenzeno muda de forma conforme o comprimento de onda da luz: permanece reta (estado trans) sob luz visível e se dobra (estado cis) com radiação UV.
Resultados principais
• Condução térmica: cerca de 0,45 W/m·K no estado ordenado (trans) e 0,15 W/m·K no estado desordenado (cis).
• Difusividade de íons Li+: eleva-se de 10-7 para 10-5 cm²/s ao trocar de luz visível para UV.
• Tempo de resposta: mudanças completas em aproximadamente 40 segundos; reversibilidade confirmada por vários ciclos.
• Estabilidade: comportamento mantido após seis meses de armazenamento em ar.
Estrutura controlada pela síntese
Os autores compararam dois métodos de polimerização. Filmes produzidos por RAFT exibiram cerca de 80% de regiões cristalinas, contra 27% nos obtidos por radical livre convencional. A uniformidade de cadeia obtida via RAFT foi crucial para a formação de lamelas ordenadas e para a resposta fotossensível eficiente.
Como a luz altera o material
No estado trans, as cadeias laterais de azobenzeno alinham-se em camadas, permitindo a propagação de vibrações que transportam calor, mas bloqueando a mobilidade iônica. Sob UV, o azobenzeno dobra-se (cis), quebrando essa ordem: o calor enfrenta maior resistência, porém os íons encontram caminhos mais livres.
Imagem: exposure to light
Aplicações demonstradas
Usando uma máscara óptica, os cientistas “escreveram” a letra I em uma película, criando regiões locais com alta condução térmica que desaparecem quando toda a amostra recebe luz UV. Em testes eletroquímicos, o polímero foi dopado com o sal Li-TFSI e colocado entre eletrodos transparentes; a difusividade iônica subiu duas ordens de magnitude sob radiação UV a 30 °C.
Segundo a equipe, os resultados indicam potencial para eletrólitos adaptativos em baterias de lítio e interfaces térmicas que se autorregulam por estímulo óptico, sem contato físico direto.
Com informações de Nanowerk
