Espectroscopia multinuclear de RMN no estado sólido: Uma abordagem entre a estrutura e as propriedades de novos materiais

• Processo: 23/07718-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Silvia Helena Santagneli
• Beneficiário: Silvia Helena Santagneli
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Jeferson Almeida Dias
• Assunto(s): Materiais vitrocerâmicos Processo sol-gel
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: materiais vítreos | Rmn No Estado Sólido | sol-gel | RMN no estado sólido, materiais vítreos

Resumo

Esta proposta tem como objetivo principal realizar o estudo estrutural em materiais desordenados por Ressonância Magnética Nuclear no estado sólido (SSNMR). Pretende-se desenvolver e estudar novos materiais desordenados à base de silicatos e fosfatos obtidos via sol-gel e fusão seguido de choque térmico. Estes materiais possuem potenciais aplicações em dispositivos ópticos e elétricos. O interesse nestes sistemas baseia-se no entendimento estrutural das reações de hidrólise e condensação que ocorrem durante o processo sol-gel/e fusão, assim como o processo de tratamento para a obtenção de vidros e vitrocerâmicas com excelentes propriedades ópticas, elétricas e físico-químicas, como: homogeneidade, vidros com alta transparência na região do visível e infravermelho e vitrocerâmicas com alta condutividade elétrica. A obtenção de vidros homogêneos é fundamental, especificamente os vidros a base de Si-Al-P há a necessidade de um controle rígido das concentrações de P e Al, assim como no processo de hidrólise e condensação, pois a adição de baixas concentrações, leva a formação de clusters de Al2O3 e perda do fosfato. Os vidros a base de fosfatos condutores iônicos, a sua obtenção com características ótimas para a produção de vitrocerâmicas condutoras de íons, permitindo a correlação da composição e da evolução estrutural mediante ao avanço do tratamento térmico. Neste contexto, a RMN é uma estratégia espectroscópica integrada abrangente para a obtenção das informações de curto e médio alcance da estrutura formada. Nesta proposta o desenvolvimento de novos materiais pode ser dividido em duas linhas de pesquisa: i) a obtenção de vidros a base de Si-Al-P dopados com íons Er3+ e bismuto via processo sol-gel, seguido de tratamento térmico, contendo alta homogeneidade e qualidade óptica, permitindo a seleção das melhores composições e dopagens, assim como de tratamento térmico, ou seja, com alto potencial de aplicação em amplificadores em sistema de telecomunicações. O sistema de telecomunicações é constituído por 4 bandas (E, S, C e L) que abrange a faixa de comprimento de 1,36 a 1,65 ¿m. Entretanto, a faixa de 1,45 a 1,65 ¿m (bandas S+C+L) é a mais utilizada, devido a baixa perda óptica das fibras de sílica. ii) obtenção de vidros precursores do sistema NASICON (supercondutores de íons sódio) por fusão seguido de choque térmico, visando entender a influência a curto e médio alcance da composição do vidro e do tratamento térmico na formação das fases e das propriedades elétricas das vitrocerâmicas correspondentes. Da mesma forma, o entendimento da evolução estrutural com o avanço do tratamento térmico por NMR permitirá a produção de vitrocerâmicas do sistema NASICON com propriedades elétricas ótimas, permitindo a seleção das melhores composições e condições de tratamento térmico para a produção de materiais visando uso em armazenamento de energia. (AU)