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Hidróxidos duplos lamelares (LDH) nanoestruturados com propriedades de up e down-conversion para aplicações como sensibilizadores em células solares

Processo: 15/19210-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2016
Data de Término da vigência: 31 de março de 2021
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Danilo Mustafa
Beneficiário:Danilo Mustafa
Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Alysson Ferreira Morais
Auxílio(s) vinculado(s):19/08952-7 - EMU concedido no processo 2015/19210-0: FS5 steady state spectrometer, AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):20/01624-1 - Modificações estruturais em hidróxidos duplos lamelares (LDH) do tipo ZnAl para aplicações como fotocatalisadores, BP.IC
18/13837-0 - Espectroscopia de terras raras como uma ferramenta para monitorar a liberação controlada de aditivos alimentares, BP.PD
Assunto(s):Células solares  Hidróxidos duplos lamelares  Luminescência  Nanotubos  Terras raras 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Células Solares | Hidróxidos Duplos Lamelares | luminescência | nanotubos | Terras Raras | Up and down-conversion | Interação da radiação eletromagnética com a matéria

Resumo

O desenvolvimento de fontes de energia alternativas capazes de solucionar o problema da eficiência na conversão da energia solar, ou seja, aumentar a relação entre a energia captada e a dispoínel, é a chave para atender a potencial demanda energética cada vez maior. Mesoestruturas nanotubulares de hidróxidos duplos lamelares (LDH) dopadas com íons terras raras poderiam apresentar um potencial significante para atender os requisitos na organização molecular e mesoscópica de diferentes estruturas utilizadas na conversão de fótons e sensibilizadores. Nesse tipo de material, corantes sensibilizadores aniônicos ou nanoestruturas podem ser adsorvidos na vizinhança dos íons terras raras permitindo um aumento na eficiência da transferência de energia, enquanto sistemas de conversão fotoquímica podem ser hospedados dentro da mesoestrutura. Esta alternativa permite a melhora na eficiência da captação de energia para aplicação em sistemas foto-químicos, -físicos e -voltaicos. Através do sucesso na síntese de materiais mesoestruturados do tipo LDH, espera-se obter aplicações fotoquímicas inovadoras comparáveis com a revolução química iniciada pela introdução de zeólitas de poros grandes e outros aluminossilicatos mesoporosos. Com o intuito de desenvolver um trabalho multidisciplinar, integrando duas das principais áreas do conhecimento, a física e a química, este projeto consiste na preparação e estudo de mesoestruturas de LDH organizadas na forma de nanotubos com propriedades de up e down-conversion para aplicações como sensibilizadores em células solares. (AU)

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Publicações científicas (13)
(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)
SILVA, I. G. N.; CUNHA, C. S.; MORAIS, A. F.; BRITO, H. F.; MUSTAFA, D.. Eu3+ or Sm3+-Doped terbium-trimesic acid MOFs: Highly efficient energy transfer anhydrous luminophors. Optical Materials, v. 84, p. 123-129, . (15/19210-0)
SILVA, IVAN G. N.; MORAIS, ALYSSON E.; ZAMBON, LUIS F. M.; BRITO, HERMI F.; MUSTAFA, DANILO. Nanostructured CeO2:Eu3+ luminophore obtained by low temperature benzenetricarboxylate method. Optical Materials, v. 76, p. 48-55, . (15/19210-0)
SILVA, IVAN G. N.; MORALS, ALYSSON F.; MUSTAFA, DANILO. Synthesis, characterization and Judd-Ofelt analysis of Sm3+-doped anhydrous Yttrium trimesate MOFs and their Y2O3:Sm3+ low temperature calcination products. Journal of Luminescence, v. 210, p. 335-341, . (15/19210-0)
MORAIS, A. F.; MACHADO, F. O.; TEIXEIRA, A. C.; SILVA, I. G. N.; BREYNAERT, E.; MUSTAFA, D.. Enhanced luminescence in ZnAlEu layered double hydroxides with interlamellar carboxylate and beta-diketone ligands. Journal of Alloys and Compounds, v. 771, p. 578-583, . (15/19210-0)
MORAIS, ALYSSON F.; NANCLARES, DIMY; SILVA, IVAN G. N.; DUARTE, ALFREDO; GARCIA, FERNANDO A.; BREYNAERT, ERIC; MUSTAFA, DANILO. Mesostructuring layered materials: self-supported mesoporous layered double hydroxide nanotubes. NANOSCALE, v. 13, n. 27, p. 11781-11792, . (15/19210-0, 18/13837-0, 19/25665-1)
NANCLARES, DIMY; MORAIS, ALYSSON F.; CALACA, THAINA; SILVA, IVAN G. N.; MUSTAFA, DANILO. A class of novel luminescent layered double hydroxide nanotubes. RSC ADVANCES, v. 11, n. 40, p. 24747-24751, . (15/19210-0, 18/13837-0)
NUNES SILVA, IVAN GUIDE; MORAIS, ALYSSON FERREIRA; LIMA, BONIFACIO COELHO; GARCIA, FERNANDO ASSIS; MUSTAFA, DANILO. Investigation of the structure-luminescence relationship in ZnAlEu layered double hydroxides intercalated with nitrate and benzenecarboxylates. APPLIED CLAY SCIENCE, v. 199, . (18/13837-0, 15/19210-0)
MORAIS, ALYSSON F.; SILVA, IVAN G. N.; LIMA, BONIFACIO C.; GARCIA, FERNANDO A.; MUSTAFA, DANILO. Coordination of Eu3+ Activators in ZnAlEu Layered Double Hydroxides Intercalated by Isophthalate and Nitrilotriacetate. ACS OMEGA, v. 5, n. 37, p. 8-pg., . (15/19210-0, 18/13837-0)
SILVA, IVAN G. N.; MUSTAFA, DANILO. Luminescence enhancement by water replacement in Eu@COK-16 metal organic framework. Journal of Luminescence, v. 227, p. 6-pg., . (11/19352-9, 15/19210-0)
BORRELY, T.; ALZEIDAN, A.; DE LIMA, M. D.; JACOBSEN, G. M.; HUANG, T. Y.; YANG, Y. C.; CANTALICE, T. F.; GOLDMAN, R. S.; TEODORO, M. D.; QUIVY, A. A.. Viability of intermediate band solar cells based on InAs/GaAs submonolayer quantum dots and the role of surface reconstruction. SOLAR ENERGY MATERIALS AND SOLAR CELLS, v. 254, p. 9-pg., . (18/06328-1, 14/19142-2, 15/19210-0)
DOUNGMO, G.; MORAIS, A. F.; MUSTAFA, D.; KAMGAING, T.; NJANJA, E.; ETTER, M.; TONLE, I. K.; TERRASCHKE, H.. How do layered double hydroxides evolve? First in situ insights into their synthesis processes. RSC ADVANCES, v. 12, n. 52, p. 10-pg., . (18/13837-0, 15/19210-0, 22/01314-8)
SILVA, I. G. N.; MORAIS, A. F.; BRITO, H. F.; MUSTAFA, D.. Y2O2SO4:Eu3+ nano-luminophore obtained by low temperature thermolysis of trivalent rare earth 5-sulfoisophthalate precursors. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 44, n. 13, p. 15700-15705, . (15/19210-0)
TEIXEIRA, ALEXANDRE C.; MORAIS, ALYSSON F.; SILVA, IVAN G. N.; BREYNAERT, ERIC; MUSTAFA, DANILO. Luminescent Layered Double Hydroxides Intercalated with an Anionic Photosensitizer via the Memory Effect. CRYSTALS, v. 9, n. 3, . (15/19210-0)

Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa

PROCESSO PARA SÍNTESE DE NANOTUBOS DE HIDRÓXIDOS DUPLOS LAMELARES, NANOTUBOS DE HIDRÓXIDOS DUPLOS LAMELARES E SEUS USOS BR1020180092669 - Universidade de São Paulo (USP) . DANILO MUSTAFA / ALYSSON FERREIRA MORAIS / ERIC BREYNAERT / IVAN GUIDE NUNES DA SILVA - 07 de maio de 2018