A equipe de químicos da Universidade Nacional de Singapura desenvolveu uma tecnologia de polimerização em microinterface capaz de preparar estruturas cristalinas de quadros orgânicos covalentes por meio de reações de acoplamento. Esse método abre caminho para o desenvolvimento de novos materiais funcionais que combinam propriedades semicondutoras e magnéticas, e os resultados da pesquisa foram publicados na revista Nature Synthesis.
O grupo de pesquisa liderado pelo professor Jiang Donglin, do Departamento de Química, descobriu que o uso de um sistema bifásico formado por água e solvente orgânico gera uma grande quantidade de microinterfaces, limitando espacialmente as moléculas reagentes. Nesse ambiente de polimerização em microinterface, mesmo reações de acoplamento irreversíveis, como a reação de Glaser–Eglington, podem formar cristais bidimensionais de COF com poros regulares e estrutura definida, incluindo topologias hexagonais, quadradas e do tipo kagome.
O professor Jiang Donglin afirmou: “Este trabalho abre novas possibilidades para a pesquisa nesta área. Nossa estratégia demonstra a viabilidade de projetar e construir quadros orgânicos covalentes utilizando reações de acoplamento.” Essa tecnologia de polimerização em microinterface supera a limitação tradicional de que COFs cristalinos só poderiam ser preparados por reações reversíveis, oferecendo uma nova abordagem para construir estruturas porosas por meio de reações químicas mais amplas.
A pesquisa mostrou que, quando esses materiais de COF preparados por polimerização em microinterface são tratados com iodo, sua condutividade elétrica aumenta em oito ordens de magnitude, exibindo comportamento semicondutor. Ao mesmo tempo, esse processo gera spins eletrônicos não pareados dentro do material, formando estruturas magnéticas ordenadas que podem exibir paramagnetismo, antiferromagnetismo ou ferromagnetismo, combinando propriedades semicondutoras e magnéticas.
A equipe planeja expandir essa estratégia de polimerização em microinterface para outros tipos de reações de acoplamento, a fim de construir materiais com topologias e funcionalidades inovadoras. Esse método tem potencial para impulsionar o desenvolvimento de novos materiais funcionais, como ímãs semicondutores projetados com precisão em nível molecular.
