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Interfaces in ceramic processing

Processo: 15/50443-1
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de junho de 2016 - 31 de maio de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Convênio/Acordo: University of California, Davis (UC Davis)
Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
Pesquisador responsável:Douglas Gouvêa
Beneficiário:Douglas Gouvêa
Pesq. responsável no exterior: Alexandra Navrotsky
Instituição no exterior: University of California, Davis (UC Davis), Estados Unidos
Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/23209-2 - Segregação de íons na superfície de nano-óxidos e sua influência no processo coloidal, AP.R
Assunto(s):Nanopartículas  Materiais nanoestruturados  Estabilização 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Engenharia De Materias | Engenharia Metalurgica

Resumo

A principal diferença entre nanopartículas e materiais micrométricos (ou maiores) é a fração elevada de átomos situados na região das interfaces. A energia de Gibbs aumenta segundo a expressão ∆G = ƴ.∆A (onde ƴ é a energia da interface e A é a área de superfície molar) fazendo com que a as pequenas partículas sejam instáveis e propensas para o crescimento para diminuir a energia total do sistema. A estabilização do tamanho de partícula é possível quando o crescimento é controlado pela redução de duas variáveis principais: a difusão e a energia interface. Portanto, redução da temperatura de síntese, bem como do número de defeitos pontuais e da energia da interface é uma possível estratégia para estabilizar nanopartículas. A associação de técnicas de calorimetria e de dados de excesso de superfície pode dar uma visão mais geral do processo de segregação e a consequente modificação energética de nanopartículas de óxido. Isto é essencial para o controle de tamanho e para o desenvolvimento de novas composições com alta estabilidade para aplicações em agricultura, catalisadores, para a limpeza de água e a geração de energia. Além dos objetivos científicos, este projeto trará o intercâmbio cultural que beneficia tanto a UC Davis, como alunos e professores da USP, através da expansão da diversidade de pensamentos. Novos avanços são esperados pela simples cooperação entre as equipes, de visões e abordagens diversificadas. Este projeto iniciará uma série de discussões e experiências sobre problemas críticos em relação a nano-estabilidade de óxidos, relacionados à composição química e a consequente estabilidade termodinâmica. Através do intercâmbio de pessoas e ideias, novos horizontes serão desenvolvidos para a compreensão dos nanomateriais. Em termos práticos, buscar-se-á oportunidades de financiamento maiores, como a National Science Foundation - World Materials Network, no sentido de perpetuar essa colaboração em um programa de longo prazo. (AU)

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Publicações científicas (10)
(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)
DA SILVA, ANDRE LUIZ; WU, LILI; CALIMAN, LORENA BATISTA; CASTRO, RICARDO H. R.; NAVROTSKY, ALEXANDRA; GOUVEA, DOUGLAS. Energetics of CO(2)and H2O adsorption on alkaline earth metal doped TiO2. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 22, n. 27, p. 15600-15607, . (13/23209-2, 15/50443-1, 14/50279-4)
MUCHE, DERECK N. F.; DA SILVA, ANDRE L.; NAKAJIMA, KIMIKO; GOUVEA, DOUGLAS; CASTRO, RICARDO H. R.. Simultaneous segregation of lanthanum to surfaces and grain boundaries in MgAl2O4 nanocrystals. Applied Surface Science, v. 529, . (15/50443-1, 13/23209-2)
DA SILVA, ANDRE L.; MUCHE, DERECK N. F.; CALIMAN, LORENA B.; BETTINI, JEFFERSON; CASTRO, RICARDO H. R.; NAVROTSKY, ALEXANDRA; GOUVEA, DOUGLAS. TiO2 Surface Engineering to Improve Nanostability: The Role of Interface Segregation. Journal of Physical Chemistry C, v. 123, n. 8, p. 4949-4960, . (13/23209-2, 15/50443-1)
GOUVEA, DOUGLAS; DO ROSARIO, DEISE C. C.; CALIMAN, LORENA B.. Surface and grain-boundary excess of ZnO-doped SnO2 nanopowders by the selective lixiviation method. Journal of the American Ceramic Society, v. 100, n. 9, p. 4331-4340, . (13/23209-2, 15/50443-1)
BERNARDES, ANDRE A.; CALIMAN, LORENA B.; DA SILVA, ANDRE L.; BETTINI, JEFFERSON; GUIMARAES, KLEBER L.; GOUVEA, DOUGLAS. Li2O-doped MgAl2O4 nanopowders: Energetics of interface segregation. Journal of the American Ceramic Society, v. 103, n. 4, . (13/23209-2, 14/50279-4, 15/50443-1)
DE OLIVEIRA, RAPHAEL A. M. P.; DA SILVA, ANDRE L.; CALIMAN, LORENA B.; GOUVEA, DOUGLAS. Interface excess on Li2O-doped gamma-Al2O3 nanoparticles. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 46, n. 8, p. 6-pg., . (13/23209-2, 15/50443-1)
GANDELMAN, HENRY; DA SILVA, ANDRE L.; CALIMAN, LORENA BATISTA; GOUVEA, DOUGLAS. Surface and grain boundary excess of ZnO-doped TiO2 anatase nanopowders. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 44, n. 10, p. 11390-11396, . (13/23209-2, 15/50443-1)
CALIMAN, L. B.; MUCHE, D.; SILVA, A.; OSPINA, C. A. R.; MACHADO, I. F.; CASTRO, R. H. R.; GOUVEA, D.. Effect of segregation on particle size stability and SPS sintering of Li2O-Doped magnesium aluminate spinel. Journal of the European Ceramic Society, v. 39, n. 10, p. 3213-3220, . (13/23209-2, 15/50443-1)
NEVES, DEBORA C. O. S.; DA SILVA, ANDRE L.; DE OLIVEIRA ROMANO, ROBERTO CESAR; GOUVEA, DOUGLAS. Fe2O3-doped SnO2 membranes with enhanced mechanical resistance for ultrafiltration application. Journal of the European Ceramic Society, v. 40, n. 15, p. 5959-5966, . (15/50443-1, 13/23209-2)
DE OLIVEIRA, RAPHAEL A. M. P.; DA SILVA, ANDRE L.; CALIMAN, LORENA B.; GOUVEA, DOUGLAS. Interface excess on Li2O-doped gamma-Al2O3 nanoparticles. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 46, n. 8, A, p. 10555-10560, . (15/50443-1, 13/23209-2)

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