Mecanoquímica de sólidos como rota verde para síntese de materiais avançados

Resumo

A mecanoquímica tem ganhado atenção como uma rota ambientalmente favorável de síntese em química e ciências dos materiais com notável produção científica e tecnológica nas últimas duas décadas. Além de representar uma abordagem verde para síntese, a ativação mecânica, principalmente moagem mecânica, tem obtido resultados proeminentes, permitindo realizar um vasto número de reações orgânicas clássicas, catalisadas ou não, e de obter co-cristais, arquiteturas supramoleculares e outros materiais avançados diretamente em estado sólido. Altos rendimentos, seletividade e tempos mais curtos de reação são algumas das vantagens da mecanoquímica face a protocolos baseados em ativação térmica em solução. Além disso, alguns produtos podem ser obtidos unicamente através dessa rota, o que reforça o interesse para maiores investigações nessa área. No entanto, os mecanismos e cinética de transformações mecanicamente induzidas não estão complemente elucidados e não ainda não há formalidade em relação às reações mecanoquímicas. Assim, estudos fundamentais são necessários para possibilitar um direcionamento das reações e obtenção de arquiteturas especificas para materiais desenvolvidos para aplicações catalíticas por exemplo. Este projeto de pesquisa propõe um estudo sistemático das transformações induzidas por moagem na síntese de materiais porosos (MOFs) e nanopartículas funcionais (metais e óxidos). Os mecanismos a níveis macroscópico e molecular serão estudados bem como a cinética em estado sólido. Estudos dos vários parâmetros de síntese serão realizados visando otimizar as propriedades físico-químicas dos materiais produzidos. Além disso, espera-se estabelecer relações de estrutura-propriedade para aplicações em catálise e plasmônica, nas quais a performance dos materiais obtidos mecanoquímicamente serão comparadas aos seus análogos sintetizados em solução.