Correlacionando catálise e auto-regeneração em cerâmicas: investigação da mobilidade atômica de metais sobre filmes finos de ZrO2 em escala atômica por microscopia eletrônica de transmissão in situ

Resumo

A crescente demanda por energia, alimentos e medicamentos tem encorajado a busca por novos materiais. Neste contexto, materiais nano estruturados tem ganhado atenção devido a suas propriedades únicas, em relação com as estruturas bulk. A compreensão da mobilidade atômica em diferentes condições de processamento e operação é um tópico que impacta diferentes áreas, como a catálise e os materiais autorregenerativos. Em catálise, a mobilidade atômica é diretamente relacionada com a performance, uma vez que a migração atômica leva a sinterização das nanopartículas metálicas e perda da atividade catalítica. No caso dos materiais autorregenerativos, a mobilidade atômica é um ponto crucial a ser destacado, uma vez que, por evitar a completa ruptura dos materiais, é necessário que o agente de regeneração migre em direção ao dano, preenchendo-o mais rapidamente do que a propagação da ruptura. Para ambas as aplicações, a melhor compreensão depende de técnicas de caracterização adequadas, com resolução espacial e, se possível, resolução temporal. Neste contexto, a microscopia eletrônica de transmissão é uma técnica poderosa que inclui análise por imagem, espectroscopia e cristalografia, e a correção da aberração esférica aumentou significativamente a resolução das imagens, aumentando a qualidade das análises em escala atômica. Este projeto propõe a caracterização detalhada de metais (Au, Ni, Fe) suportados em filmes finos de ZrO2 por espectroscopia de perda de energia de elétrons (EELS), difração de elétrons de área selecionada (SAED), bem como a visualização direta das modificações das amostras in situ. As medidas in situ permitem o entendimento aprofundado da mobilidade atômica em tempo real, bem como fornece melhor compreensão dos fatores que induzem a migração atômica. (AU)