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

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.