3D-NanoREV: estudos ambientais 3D em nanoescala da engenharia de microestrutura de luminóforos à base de vanadatos

Resumo

Vanadatos de terras raras são materiais luminescentes clássicos que se mantêm como matrizes onipresentes tanto em aplicações ópticas, como sensoriamento térmico e químico excitado por radiação do ultravioleta ao infravermelho próximo, como na exploração de atividade catalítica nanoenzimática. A riqueza composicional, redox e microestrutural de vanadatos de terras raras nanoestruturados (NanoREV) permite não só o design de novos materiais multifuncionais mas também novas inspirações para a compreensão de mecanismos de estado sólido e de cristalização em nanoescala. Nesse sentido, estudos in situ 3D por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) sob atmosfera e temperatura controladas consistem em uma abordagem poderosa para uma análise abrangente de informações morfológicas, químicas e estruturais, que podem ser posteriormente expandidas para a manipulação das propriedades de outras classes de materiais inorgânicos. Dessa forma, o projeto 3D-NanoREV é focado na compreensão fundamental de processos de cristalização, agregação e formação de nanoporos/bolhas ("nanovoiding") em nanopartículas inorgânicas visando ao controle preciso de sua superfície e de sua engenharia microestrutural, combinando síntese química, técnicas avançadas de TEM e simulações teóricas. Utilizando vanadatos de terras raras como modelos e como sistemas-alvo, busca-se transferir os mecanismos e informações coletadas in situ às condições de laboratório, de modo a se atingir um design racional das propriedades das partículas. O comportamento em nanoescala das nanopartículas de vanadatos será analisado em paralelo com informações ópticas a partir de espectroscopia de lantanídeos e com propriedades estruturais das partículas em conjunto, visando ao desenvolvimento de novos materiais funcionais para aplicações emergentes em termometria, sensoriamento químico e catálise. (AU)