Físicos transformam 'ouro dos tolos' em valioso magneto

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A pirita pode ser o “ouro dos tolos” em filmes e no imaginário popular, mas para a ciência ela é o dissulfeto de ferro – mineral que, graças a uma equipe de pesquisadores da Universidade de Minnesota, tornou-se o primeiro material a se tornar magnético artificialmente.

O feito é inédito; jamais se conseguiu antes “criar” magnetismo em materiais que não têm essa propriedade. Para fazer isso, os pesquisadores usaram uma técnica chamada de “modulação do eletrólito”, em que cristais de pirita purificada são mergulhados em uma solução iônica (algo parecido com aquelas bebidas para esportistas).

A mágica acontece quando os pesquisadores aplicam à solução 1 volt – tensão menor que a de uma pilha comum, mas suficiente para fazer com que as moléculas carregadas positivamente da solução se agrupem entre o líquido e o ferro contido na pirita. O resultado: uma superfície magnetizada. Para reverter o processo, basta remover da solução a eletricidade.

Células solares baratas e atóxicas

"Ficamos surpresos que tenha funcionado. Ao aplicar a tensão, o que fizemos foi despejar elétrons no material. Se obtivermos concentrações suficientemente altas dessas partículas, o material desejará espontaneamente se tornar ferromagnético, o que pudemos entender com a experiência. Os resultados obtidos têm muito potencial. Acreditamos ser possível fazer o mesmo com outros materiais, além de sulfeto de ferro", disse o físico Christopher Leighton, pesquisador principal do estudo agora publicado na revista Science Advances.

Ele e seus colegas se interessaram pela pirita há mais de 1 década, estudando como fazer com que o mineral se torne eficiente o bastante para ser usado na produção de células solares de baixo custo (dentre os subprodutos da extração de petróleo está o enxofre, o que torna a substância abundante e barata).

Mesmo em um cristal de sulfeto de ferro cultivado em laboratório pode-se distinguir o brilho do Mesmo em um cristal de sulfeto de ferro cultivado em laboratório pode-se distinguir o brilho do "ouro dos tolos".Fonte:  University of Minnesota/Divulgação 

“A maioria das pessoas conhecedoras de magnetismo diria ser impossível transformar eletricamente um material não magnético em material magnético. Quando olhamos um pouco mais a fundo, vimos potencial e fizemos acontecer", diz o pesquisador.

Desprezado, mas não pela ciência

"Voltamos nossa atenção para esse material justamente para descobrir como usá-lo inicialmente em células solares baratas e não tóxicas. Ao mesmo tempo, estávamos trabalhamos com magnetoiônica, estudando como usar tensões elétricas para controlar propriedades magnéticas de materiais, visando a possíveis aplicações em dispositivos magnéticos de armazenamento de dados. Em algum momento, percebemos que essa seria a convergência perfeita de duas áreas de pesquisa", explica Leighton.

O objetivo agora é criar e manipular o magnetismo de outros materiais através de cargas de baixa tensão, fundamental para tornar o material manipulado mais eficiente em termos energéticos. O passo seguinte será empregar temperaturas mais altas no processo e com outros materiais, para confirmar seu potencial de uso em dispositivos eletrônicos.

Usos diversos em estudo

Há muito que a pirita desperta o interesse por ser barata e com possíveis aplicações na indústria de eletrônicos. Em 2014, uma equipe de pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) fez o primeiro exame detalhado das propriedades eletrônicas da superfície do material, visando ao seu uso futuro em dispositivos spintrônicos (nos quais elétrons transportam informações).

Células solares também são o foco de pesquisadores da Universidade da Califórnia, que está investindo na produção de nanocristais de pirita coloidal pura, a serem aplicados em forma de tinta em módulos grandes e baratos de células solares. Já a Universidade do Kansas estuda seu uso como condutor para energia fotovoltaica e material catódico de alta densidade de energia em baterias.

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