Nanopartículas metálicas-modificadas in situ em tempo real pelo MET e Laser Femtosecond e incorporadas na Quitosana

• Processo: 17/13008-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 04 de setembro de 2017
• Vigência (Término): 31 de agosto de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Elson Longo da Silva
• Beneficiário: Paula Fabiana dos Santos Pereira Lima
• Supervisor: Juan Manoel Andres Bort
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Universitat Jaume I, Espanha
• Vinculado à bolsa: 14/14171-4 - Investigação da estrutura cristalina e das propriedades fotoluminescentes, fotocatalíticas e antibacterianas dos nanocristais de (Ag2-2xZnX)WO4 com (x = 0; 0,25; 0,50; 0,75 e 1) incorporados na quitosana, BP.PD
• Assunto(s): Cobre Zinco Quitosana
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Chitosan | Copper | electron beam | Femtosecond laser | Silver Tungstate | zinc | Crescimento de nanopartículas metálicas

Resumo

As nanopartículas metálicas compostas por um ou mais elementos atraem interesse devido às propriedades antibacterianas, catalíticas, ópticas, eletrônicas, térmicas e tribológicas, como no caso dos compósitos de Ag, Zn e Cu. Os biopolímeros constituem fontes importantes de novos materiais funcionais e alternativas vantajosas aos polímeros sintéticos em aplicações biomédicas. Assim, a síntese de compostos metálicos-quitosanas está atraindo crescente interesse científico devido às suas fascinantes aplicações na catálise, sensores e biomateriais. A capacidade da quitosana como agente quelante torna um material perfeito para a síntese de nanopartículas metálicas. No entanto, metodologias de síntese inovadoras que possibilitam suas formações com forma, tamanho e dispersões controladas sejam uma técnica eficaz para mudar ou modificar materiais e é uma ferramenta adequada para a criação de novos materiais para futuras aplicações. Alguns exemplos incluem materiais que podem ser utilizados como fotocatalisadores para a reação de divisão de água para a produção de hidrogênio a partir da degradação de moléculas de H2O e foto-degradação de corantes orgânicos em águas residuais, bem como para foto-anodos em células solares sensibilizadas com corantes e absorventes de luz. Compreender os processos de crescimento, bem como manipulá-los durante o processo de síntese, permite controlar esses materiais. Nesse sentido, a síntese por irradiação de feixe de elétrons em um Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET) torna-se uma metodologia poderosa para a preparação de nanoestruturas, pois, permite realizar estudos in situ de fenômenos de crescimento de nanopartículas. Por outro lado, os tratamentos com laser femtosegundo também permitem a formação de nanoestruturas induzidas por irradiação a laser. Assim, o presente projeto de pesquisa tem a proposta de obter nanopartículas metálicas composta de Ag, Zn e Cu por irradiação de feixe de elétrons no MET e por métodos de laser Femtosegundo, utilizando microcristais ±-Ag2-2xMxWO4 (M = Zn, Cu), como fontes precursoras e, em seguida, obter filmes de quitosana incorporados com nanopartículas irradiadas e não irradiadas. Outro objetivo neste projeto é obter e estudar Ag, Zn e Cu-quitosana irradiados pelo laser de Femtosegundo em líquido. É também o objetivo deste projeto propor mecanismos de crescimento in situ das nanopartículas metálicas em tempo real no MET. Os materiais neste trabalho também serão avaliados e caracterizados por difração de raios X, espectroscopia de absorção na região infravermelha de transformação de Fourier, espectroscopia Micro-Raman, espectroscopia fotoelétrica excitada por raios X, microscopia eletrônica de varredura de emissão de campo, difração de elétrons de área selecionada e Espectroscopia de energia dispersiva de raios-X.

Publicações científicas

(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)

PEREIRA, P. F. S.; GOUVEIA, A. F.; ASSIS, M.; DE OLIVEIRA, R. C.; PINATTI, I. M.; PENHA, M.; GONCALVES, R. F.; GRACIA, L.; ANDRES, J.; LONGO, E.. ZnWO4 nanocrystals: synthesis, morphology, photoluminescence and photocatalytic properties. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 20, n. 3, p. 1923-1937, JAN 21 2018. (17/07240-8, 12/14004-5, 13/23995-8, 17/13008-0, 14/14171-4, 13/26671-9, 13/07296-2)

LAIER, LETICIA O.; ASSIS, MARCELO; FOGGI, CAMILA C.; GOUVEIA, AMANDA F.; VERGANI, CARLOS E.; SANTANA, LUIS C. L.; CAVALCANTE, LAECIO S.; ANDRES, JUAN; LONGO, ELSON. Surface-dependent properties of alpha-Ag2WO4: a joint experimental and theoretical investigation. THEORETICAL CHEMISTRY ACCOUNTS, v. 139, n. 7, JUN 10 2020. (17/13008-0, 17/12594-3, 14/14171-4)