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Síntese e reatividade de anilina e compósitos de polianilina-ouro em alta pressão

Processo: 15/09763-2
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2015
Vigência (Término): 30 de novembro de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Marcia Laudelina Arruda Temperini
Beneficiário:Marcelo Medre Nobrega
Supervisor no Exterior: Roberto Bini
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : Università degli Studi di Firenze, Itália  
Vinculado à bolsa:14/15107-8 - Espectroscopia Raman em alta pressão, de aminas aromáticas a polímeros condutores, BP.PD
Assunto(s):Polianilina   Alta pressão   Materiais compósitos

Resumo

Este estudo faz parte do projeto de pós-doutorado intitulado "Espectroscopia Raman em alta pressão, de aminas aromáticas a polímeros condutores", processo FAPESP 2014/15107-8, o qual tem como tópico principal o estudo e reatividade em alta pressão de anilina e polianilina contendo nanopartículas de ouro (PANI-Au). O campo de pesquisa em ata pressão emergiu como uma área independente da pesquisa desde o trabalho pioneiro de Bridgman e do advento da cela de pressão de diamante. Pressões na faixa de kbar são capazes de modificar as distâncias intermoleculares/interatômicas através da introdução de restrições geométricas no sistema e, portanto, aumentando a sua energia. As respostas do sistema às mudanças severas na escala atômica e à energia acumulada são os rearranjos das conformações moleculares e ligações químicas, que resultam em uma série de fenômenos. Até o momento, os estudos em alta pressão em anilina relataram transições de fase e a faixa de pressão onde as fases são estáveis; no entanto nada foi feito em relação à sua reactividade de alta pressão e a caracterização do produto formado. Estudo em alta pressão sobre a estabilidade química da anilina pode fornecer informações importantes sobre o mecanismo de reatividade no estado sólido deste sistema molecular em particular. Um dos objetivos deste projeto de pesquisa é o estudo sistemático e caracterização do comportamento anilina, até 20 GPa, e a reatividade sob alta pressão com excitação eletrônica, monitorados principalmente através de espectroscopia no infravermelho e de difração de raios-X. A maioria dos estudos em alta pressão têm sido realizados em sistemas aromáticos simples; no entanto, um dos mais importantes campos da química é a química dos materiais, mais especificamente, polímeros condutores. Nosso grupo tem estudado o comportamento polianilina em condições extremas, tais como temperatura e pressão. Foi relatado o efeito da morfologia do comportamento das formas dopada e desdopada da PANI durante o ciclo de compressão-descompressão até 15 GPa, monitorada através de espectroscopia Raman e FTIR. Este resultado sugeriu uma reação específica que ocorre por meio do acoplamento de dois anéis quinônicos adjacentes, resultando em um segmento não aromático de três aneis recuperado à pressão ambiente, provavelmente como forma metastável. A associação de PANI e nanopartículas de ouro pode resultar em o sinergismo das suas propriedades, que conduz a um material híbrido que pode exibir propriedades catalíticas, eléctricas e ópticas melhoradas. Apesar do grande número de estudos envolvendo PANI e nanoestruturas metálicas, nenhum estudo informou o comportamento desses materiais em alta pressão. Neste campo da ciência dos materiais encontra-se o segundo objetivo deste projeto: o estudo do efeito da presença das nanopartículas de ouro no comportamento PANI em alta pressão. Acreditamos que estes estudos na Universidade de Florença irão não só complementar nossos resultados experimentais que foram realizados no Brasil, mas também, a experiência do Prof. Bini e seu grupo contribuirá para melhorar o campo de pesquisa de alta pressão em nosso laboratório. (AU)

Publicações científicas (8)
(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)
FANETTI, SAMUELE; NOBREGA, MARCELO M.; DZIUBEK, KAMIL; CITRONI, MARGHERITA; SELLA, ANDREA; MCMILLAN, PAUL F.; HANFLAND, MICHAEL; BINI, ROBERTO. Structure and reactivity of 2,4,6-tricyano-1,3,5-triazine under high-pressure conditions. CrystEngComm, v. 21, n. 30, p. 4493-4500, AUG 14 2019. Citações Web of Science: 0.
DE MATOS, CAROLINE S.; NOBREGA, MARCELO M.; TEMPERINI, MARCIA L. A.; CONSTANTINO, VERA R. L. Hybrid Ni-Al layered double hydroxide: Characterization and in situ synchrotron XRD and vibrational spectroscopic studies under high-pressure. APPLIED CLAY SCIENCE, v. 174, p. 152-158, JUN 15 2019. Citações Web of Science: 0.
FARIA, LUIZ F. O.; NOBREGA, MARCELO M.; FALSINI, NAOMI; FANETTI, SAMUELE; TEMPERINI, MARCIA L. A.; BINI, ROBERTO; RIBEIRO, MAURO C. C. Structure and Reactivity of the Ionic Liquid 1-Allyl-3-methylimidazolium Iodide under High Pressure. Journal of Physical Chemistry B, v. 123, n. 8, p. 1822-1830, FEB 28 2019. Citações Web of Science: 0.
FANETTI, SAMUELE; NOBREGA, MARCELO M.; TEIXEIRA-NETO, ERICO; TEMPERINI, MARCIA L. A.; BINI, ROBERTO. Effect of Structural Anisotropy in High-Pressure Reaction of Aniline. Journal of Physical Chemistry C, v. 122, n. 51, p. 29158-29164, DEC 27 2018. Citações Web of Science: 1.
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NOBREGA, MARCELO M.; TEIXEIRA-NETO, ERICO; CAIRNS, ANDREW B.; TEMPERINI, MARCIA L. A.; BINI, ROBERTO. One-dimensional diamondoid polyaniline-like nanothreads from compressed crystal aniline. CHEMICAL SCIENCE, v. 9, n. 1, p. 254-260, JAN 7 2018. Citações Web of Science: 15.
NOBREGA, MARCELO M.; TEMPERINI, MARCIA L. A.; BINI, ROBERTO. Probing the Chemical Stability of Aniline under High Pressure. Journal of Physical Chemistry C, v. 121, n. 13, p. 7495-7501, APR 6 2017. Citações Web of Science: 7.
FARIA, LUIZ F. O.; NOBREGA, MARCELO M.; TEMPERINI, MARCIA L. A.; BINI, ROBERTO; RIBEIRO, MAURO C. C. Triggering the Chemical Instability of an Ionic Liquid under High Pressure. Journal of Physical Chemistry B, v. 120, n. 34, p. 9097-9102, SEP 1 2016. Citações Web of Science: 3.

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