Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Nagoya, Tohoku University, empresa Ideal Star, Instituto Japonês de Investigação sobre Radiação Síncrotron (JASRI) e do Instituto de Pesquisa em Física e Química (RIKEN) conseguiu produzir quantidades industriais de fulerenos C60, contendo íons de lítio Li⁺ (Li@C60).

Os fulerenos C60 são moléculas compostas por 60 átomos de carbono (C), arranjados sob a forma de uma esfera de um nanômetro de diâmetro. Foram descobertos em 1985 por Harold Kroto (descoberta que lhe valeu o Prêmio Nobel de Química em 1996) e são amplamente utilizados na indústria. A incorporação de átomos de metal dentro da gaiola de carbono pode alterar as características e abre as portas para novas aplicações.

Várias tentativas foram feitas no passado com fulerenos C80 e C82 (esferas contendo, respectivamente, 80 e 82 átomos de carbono), contudo, as técnicas empregadas não permitiam produzir grandes quantidades de metalo-fulerenos (fulerenos contendo um átomo metálico). O C60 pode ser produzido em quantidades industriais e pesquisadores, há muito tempo, tentam produzir metalo-fulerenos desta molécula, porém, a insolubilidade dos produtos obtidos tornava impossível o seu isolamento.

A empresa Ideal Star e a Tohoku University desenvolveram um novo método para produzir Li@C60, fazendo o C60 reagir, sob vácuo, com um plasma de íons lítio. Esta técnica permitiu a produção de Li@C60, a uma taxa um milhão de vezes maior do que as técnicas utilizadas até agora. Os pesquisadores obtiveram, em uma hora, dezenas de miligramas de Li@C60. Em seguida, o Li@C60 foi oxidado, o que reduziu sua reatividade com os C60 vazios. Os metalo-fulerenos puderam então ser isolados dos fulerenos vazios na forma de um sal [Li@C60](SbCl₆) ou [Li@C60](PF₆), formando um monocristal. Estes sais são solúveis em vários solventes, uma propriedade que pode ser útil na fabricação de condutores.

Estrutura do sal [Li@C60](SbCl₆). Em verde, as moléculas de fulereno (C60); em rosa, os íons Li⁺ e, em marrom, os ânions SbCl₆.

Créditos: Universidade de Nagoya.

Utilizando as instalações do Síncrotron Spring 8 (Japão) para a análise de monocristais, pesquisadores da Universidade de Nagoya mostraram que os metalo-fulerenos presentes no sal [Li@C60](SbCl₆) incluem (cada um) um íon de lítio. Este metal está localizado a 0,13 nm em relação ao centro da esfera. Esta variação é induzida pela interação com o íon SbCl₆^-, através do qual ele se orienta. Além disso, os pesquisadores demonstraram que os íons Li⁺ podem ocupar duas posições de equilíbrio estável, que lhes permite considerar a possibilidade de fabricação de nanochaves ou um novo material para dispositivos de memória para computador.

Os pesquisadores acreditam poder usar o mesmo método para introduzir outros tipos de metal em gaiolas de C60, o que tornaria possível a fabricação de novos tipos de "drivers" baseados em fulerenos.

Spring 8 (Tradução - OLA).

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