Superpartículas Janus: do desenvolvimento à captura de metais estratégicos

• Processo: 21/12422-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Henrique Eisi Toma
• Beneficiário: João Victor Mattioni
• Supervisor: Daeyeon Lee
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Pennsylvania, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 19/14771-5 - Desenvolvimento de nanopartículas superparamagnéticas funcionalizadas com agentes complexantes para a captura e aproveitamento de metais estratégicos, BP.DD
• Assunto(s): Química de materiais Metais Hematita Aglomeração (metalurgia) Nanocristais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aglomeração controlada | Funcionalização assimétrica | Janus | Nanohidrometalurgia | Óxido De Ferro | Superpartícula | Química dos materiais

Resumo

O uso de nanocristais na estruturação de materiais mesoscópicos multifuncionais tem fornecido a possibilidade de explorar propriedades ajustáveis de dispositivos macroscópicos integrados. Isso pode se dar, por exemplo, pela preparação de agregados dispersáveis, com forma e composição controláveis, chamados superpartículas. Apesar do grande desafio estratégico de sintetizar esse tipo de material, a sua utilização como plataforma de ancoramento de outros (nano)materiais pode permitir a produção de novas classes de compostos híbridos, que preservarão as características individuais de cada um dos nanocristais presentes. Entre eles, há um interesse particular na criação de um composto anfifílico que exiba caracteres hidrofóbicos de um lado e hidrofílicos do outro, semelhante ao deus romano de duas faces, Janus. Portanto, o presente projeto tem por objetivo fabricar uma superpartícula Janus multifuncional que tem um núcleo multimagnético feito de nanopartículas de óxido de ferro e uma superfície com duas outras funcionalidades separadas em regiões bem definidas, tornando-se uma ferramenta poderosa e versátil que pode ser modulada para realizar tarefas como a captura e recuperação de metais estratégicos de soluções aquosas. Pretendemos conseguir isso encapsulando a superfície da superpartícula com polímeros como a polivinilpirrolidona, que permitirá sua manipulação e confinamento como nas emulsões Pickering ou separação de fases induzida por polimerização, para modificação controlada nas interfaces, resultando na partícula de Janus desejada. (AU)