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Filmes nanoestruturados: impacto da arquitetura dos filmes contendo nanopartículas e fosfotungstato sobre as propriedades fotoativas

Processo: 11/08120-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de abril de 2012 - 31 de agosto de 2014
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Ubirajara Pereira Rodrigues Filho
Beneficiário:Ubirajara Pereira Rodrigues Filho
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais nanoestruturados  Nanopartículas  Metais de transição  Processo sol-gel 

Resumo

Nesta proposta pretendemos estudar de maneira sistemática a relação entre composição química, estrutura, morfologia, fotocromismo e reatividade fotoquímica de filmes nanoestruturados. Os compostos fotoativos serão nanopartículas de óxidos semicondutores (TiO2 e ZnO) e fosfotungstatos. Paralelamente, serão preparadas nanopartículas casca-caroço de TiO2@SiO2 que serão usadas como elementos fotoativos. Com esta última abordagem, pretende-se pelo ajuste da diferença de energia entre a borda inferior da banda de condução dos óxidos e a energia do LUMO do polioxometalato aumentar o rendimento quântico da geração de espécies reativas de oxigênio, ao mesmo tempo em que aumentamos o rendimento quântico da redução fotoinduzida do polioxometalato responsável pelo fotocromismo. Os compostos fotoativos estarão dispersos em matrizes híbridas do tipo silicatos orgânicos (ormosils) ou filmes híbridos produzidos por deposição Electrostatic Layer-by-layer (ELBL) a fim de estudar o impacto da metodologia de formação dos filmes sobre a resistência química, fotoestabilidade e fotoatividade. A fotoatividade será avaliada estudando-se as propriedades fotocrômicas e sua atividade fotocatalítica na oxidação de N-Óxido-5,5-Dimetil-1-Pirrolina, azul de metileno e cristal violeta. Estes substratos foram escolhidos devido a sua conhecida reatividade frente a espécies reativas de oxigênio (ERO), em especial o radical hidroxila, gerados pelas espécies fotocatalíticas. A reatividade dos ormosis também será ensaiada em reações de fotoxidação de s-triazinas, por exemplo, a atrazina e a melamina. Novos materiais Híbridos classe II com rede interpenetrante de silicatos e polidimetisiloxano serão preparados via rota de fixação de CO2 visando obter matrizes mais estáveis. (AU)

Publicações científicas (11)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ROSSI DE AGUIAR, KELEN M. F.; NASCIMENTO, V, MATHEUS; FACCIONI, JULIANO L.; NOESKE, PAUL-LUDWIG M.; GAETJEN, LINDA; RISCHKA, KLAUS; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P. Urethanes PDMS-based: Functional hybrid coatings for metallic dental implants. Applied Surface Science, v. 484, p. 1128-1140, AUG 1 2019. Citações Web of Science: 1.
DE AGUIARA, KELEN R.; RISCHKA, KLAUS; GAETJEN, LINDA; NOESKE, PAUL-LUDWIG MICHAEL; CAVALCANTI, WELCHY LEITE; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P. Biomimetic PDMS-hydroxyurethane terminated with catecholic moieties for chemical grafting on transition metal oxide-based surfaces. Applied Surface Science, v. 427, n. B, p. 166-175, JAN 1 2018. Citações Web of Science: 3.
DE AGUIAR, K. M. F. ROSSI; FERREIRA-NETO, E. P.; BLUNK, S.; SCHNEIDER, J. F.; PICON, C. A.; LEPIENSKI, C. M.; RISCHKA, K.; RODRIGUES-FILHO, U. P. Hybrid urethanesil coatings for inorganic surfaces produced by isocyanate-free and sol-gel routes: synthesis and characterization. RSC ADVANCES, v. 6, n. 23, p. 19160-19172, 2016. Citações Web of Science: 6.
ROSSI DE AGUIAR, K. M. F.; SPECHT, U.; MAASS, J. F.; SALZ, D.; PICON, C. A.; NOESKE, P. -L. M.; RISCHKA, K.; RODRIGUES-FILHO, U. P. Surface modification by physical treatments on biomedical grade metals to improve adhesion for bonding hybrid non-isocyanate urethanes. RSC ADVANCES, v. 6, n. 53, p. 47203-47211, 2016. Citações Web of Science: 9.
FERREIRA NETO, ELIAS P.; SIMOES, MATEUS B.; NOVELETTO, JULIA C.; YABARRENA, JEAN M. S. C.; ULLAH, SAJJAD; RODRIGUES FILHO, UBIRAJARA P. The Effect of Ormosil Matrix Composition and Alkaline Earth Metal Doping on the Photochromic Response of Ormosil-Phosphotungstate Films. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 26, n. 12, p. 2598-2606, DEC 2015. Citações Web of Science: 1.
ULLAH, SAJJAD; FERREIRA-NETO, ELIAS P.; PASA, ANDRE A.; ALCANTARA, CARLOS C. J.; ACUNA, JOSE J. S.; BILMES, SARA A.; RICCI, MARIA L. MARTINEZ; LANDERS, RICHARD; FERMINO, TAINA ZAMPIERI; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P. Enhanced photocatalytic properties of core@shell SiO2@TiO2 nanoparticles. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 179, p. 333-343, DEC 2015. Citações Web of Science: 72.
GONCALVES, LIDIANE PATRICIA; FERREIRA-NETO, ELIAS PAIVA; ULLAH, SAJJAD; DE SOUZA, LUCIANA VALGAS; ELGUERA YSNAGA, ORLANDO ARMANDO; DOS SANTOS, MOLIRIA VIEIRA; LIMA RIBEIRO, SIDNEY JOSE; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA PEREIRA. Enhanced photochromic response of ormosil-phosphotungstate nanocomposite coatings doped with TiO2 nanoparticles. Journal of Sol-Gel Science and Technology, v. 76, n. 2, p. 386-394, NOV 2015. Citações Web of Science: 4.
FERREIRA-NETO, ELIAS P.; ULLAH, SAJJAD; DE CARVALHO, FLAVIO L. S.; DE SOUZA, ADRIANO L.; DE OLIVEIRA, JR., MARCOS; SCHNEIDER, JOSE F.; MASCARENHAS, YVONNE P.; JORGE, JR., ALBERTO M.; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P. Preparation, characterization and photochromic behavior of phosphotungstic acid-ormosil nanocomposites. Materials Chemistry and Physics, v. 153, p. 410-421, MAR 1 2015. Citações Web of Science: 12.
FERREIRA-NETO, ELIAS PAIVA; ULLAH, SAJJAD; ELGUERA YSNAGA, ORLANDO ARMANDO; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA PEREIRA. Zn2+ doped ormosil-phosphotungstate hybrid films with enhanced photochromic response. Journal of Sol-Gel Science and Technology, v. 72, n. 2, SI, p. 290-300, NOV 2014. Citações Web of Science: 4.
AGUIAR, K. R.; SANTOS, V. G.; EBERLIN, M. N.; RISCHKA, K.; NOESKE, M.; TREMILIOSI-FILHO, G.; RODRIGUES-FILHO, U. P. Efficient green synthesis of bis(cyclic carbonate) poly(dimethylsiloxane) derivative using CO2 addition: a novel precursor for synthesis of urethanes. RSC ADVANCES, v. 4, n. 46, p. 24334-24343, 2014. Citações Web of Science: 23.
FERREIRA-NETO, ELIAS P.; DE CARVALHO, FLAVIO L. S.; ULLAH, SAJJAD; ZOLDAN, VINICIUS C.; PASA, ANDRE A.; DE SOUZA, ADRIANO LOPES; BATTIROLA, LILIANE C.; RUDOLF, PETRA; ALDABE BILMES, SARA; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P. Surface structure and reactivity study of phosphotungstic acid-nitrogenated ormosils. Journal of Sol-Gel Science and Technology, v. 66, n. 3, p. 363-371, JUN 2013. Citações Web of Science: 10.

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PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MATERIAIS DERIVADOS DE POLIDIMETILSILOXANO (PDMS), MATERIAIS DERIVADOS DE POLIDIMETILSILOXANO (PDMS) E SEUS USOS BR1020150246153 - Fraunhofer-Gesellschaft ; Universidade de São Paulo (USP) . Ubirajara Pereira Rodrigues Filho; Kelen Menezes Flores Rossi De Aguiar; Klaus Rischka - 24 de setembro de 2015