Estudo in situ e avançado de sensores de gases de CeO2 puro e dopado com lantânio

• Processo: 16/16440-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2017
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2018
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Alexandre Zirpoli Simões
• Beneficiário: Gabriela Cristina da Silva Moraes
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
• Assunto(s): Materiais cerâmicos Materiais nanoestruturados Filmes Sensores de gases Deposição de filmes finos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: CeO2 | Espectroscopia de aniquilação de pósitrons | filmes | Hidrotermal Microondas | Mecanismo de Condução | sensores de gases | Cerâmicos

Resumo

A proposta deste projeto acarretará em um salto substancial de qualidade nas pesquisas de caráter multidisciplinar em eletrocerâmicas com características sensoras. Espera-se com esse trabalho contribuir amplamente na fabricação de dispositivos para aplicações em sensores de gases, pelo aperfeiçoamento das condições de deposição dos filmes de nanomateriais, permitindo caracterizar e construir os sensores de forma adequada por meio do controle das variáveis de processos. Os materiais utilizados serão os óxidos de cério (CeO2) puro e dopado com lantânio (La), devido às propriedades funcionais de grande interesse tecnológico desses óxidos, os quais serão sintetizados através da rota hidrotermal assistida por micro-ondas (HAM), e terão suas propriedades estruturais e morfológicas caracterizadas por técnicas tais como microscopia de força atômica (MFA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e difração de raios-X (DRX). Filmes dos nanomateriais serão depositados, sobre substratos de alumina, pela técnica de screen-printing. O desempenho dos filmes sensores (sensibilidade, tempo de resposta e de recuperação, seletividade, estabilidade) será avaliado em uma câmara sensora hermética, desenvolvida e patenteada por nosso grupo de pesquisa (PI20150103953 - Mar del Plata/Argentina), frente a distintas atmosferas gasosas em faixas de temperatura e concentração controladas, por meio da técnica de sonda de duas pontas. A inovação deste projeto baseia-se na otimização do processo de deposição dos filmes por screen-printing, uma vez que um estudo minucioso será realizado a fim de determinar a razão ideal (mg/mL) entre pó e solução ligante. Pretende-se também estudar a cinética de crescimento das partículas através do tratamento térmico mais adequado (taxas de aquecimento e resfriamento e tempo de patamar), além da dopagem com lantânio (La) em distintas proporções, para a obtenção dos filmes de sistemas óxidos de interesse tecnológico para aplicações em sensores de gases. Nesta proposta, será realizada uma investigação avançada das propriedades físico-químicas, morfológicas das nanoestruturas unidimensionais de óxidos semicondutores obtidos pela rota HAM, em função da sua resposta sensora. (AU)