A “Introdução a Nanotecnologia” e “Química de Nanomateriais”

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DISCIPLINA – “Introdução a Nanotecnologia” e “Química de Nanomateriais”

Avaliação 2 – 31/03/2017

Aluna: Thais Carvalho dos Santos _                                                 Nota:_________________________

PPGSS: Engenharia Aplicada e Sustentabilidade                                                                ___________

1. Resenhe sobre o artigo “Size matters: why nanomaterials are different” de Emil Roduner. (mínimo 30 linhas)

O artigo em questão foi publicado em 2006 na Chemical Society Reviews, uma revista da Royal Society of Chemistry na qual são publicados inúmeros artigos de alto impacto e relevância científica. “Size matters: Why nanomatterial are different" foi escrito por Emil Roduner, Químico pela Universidade de Zurique, mestre em Ciências e PhD no campo da Química de Muônio pela Universidade de Zurique. Como o próprio título diz, o artigo traz importantes explicações sobre como a dimensão de um material é um parâmetro importante e que influencia nas propriedades físicas, químicas e mecânicas dos materiais e, consequentemente, nas suas aplicações. Na escala nanométrica, os materiais podem apresentar comportamentos diferentes e até novas propriedades. No resumo, por exemplo, o autor menciona o ouro como um material que apresenta comportamento diferente em vários aspectos quando se encontra em escala nanométrica. Sua cor, temperatura de fusão, magnetismo e até mesmo sua estrutura molecular sofre alterações. Por esse motivo o tamanho dos materiais passou a ser, recentemente, um parâmetro importante e com grande foco em pesquisas cientificas e é nesse contexto que o conteúdo do artigo se faz tão relevante e traz contribuições no que diz respeito à informação e geração de conhecimento acerca da nanotecnologia. O objetivo é expor, por meio de um texto científico enriquecido por meio de gráficos, figuras e tabelas, como as características dos materiais dependem do quão pequeno eles são.

Basicamente, as propriedades dos nanomateriais estão relacionadas a dois fatores decorrentes do tamanho reduzido: aos efeitos de superfície, que se deve a fração de átomos na superfície, e aos efeitos de confinamento quântico dos elétrons, que leva a modificações na estrutura eletrônica dos materiais. A manifestação dos chamados efeitos de superfície se deve a maior área superficial por volume de material quando este se encontra em escala nanométrica. A fração de átomos localizada na superfície é mais ativa e propensa a fazer ligações que os átomos do interior do volume da partícula, o que resulta em uma alta reatividade do material. Como consequência, ocorrem mudanças nas propriedades como transições de fase menos bem definidas e menor temperatura de fusão.

No que se refere ao confinamento quântico, é explicado como este ocorre e as suas consequências. Basicamente, ao reduzir a dimensão das partículas ocorre uma variação da densidade de ocupação dos níveis de energia eletrônicos e o “band gap” aumenta. Quanto menor for a partícula, maior será a separação energética entre os diferentes níveis e isso pode alterar algumas propriedades dos materiais como magnetismo, absorção eletrônica e fotoluminescência. Uma demonstração desse efeito, e de forma bastante interessante, foi o exemplo da alteração nas propriedades de luminescência de nanopartículas de semicondutores quando a dimensão da partícula era gradativamente ajustada.