Elucidação de rearranjos estruturais durante o processo de relaxação e cristalização de materiais vítreos

Resumo

Devido a inúmeras aplicações básicas e de alta tecnologia, vidros são uma classe de materiais de fundamental importância para a humanidade. Graças ao amplo espectro de propriedades físicas e mecânicas atingíveis, a pesquisa em vidros é extremamente ativa, tanto em empresas quanto em institutos de pesquisa acadêmica em todo o mundo. Apesar de todos os esforços, a caracterização desses materiais termodinamicamente instáveis é inerentemente desafiadora. A falta de periodicidade de longo alcance torna qualquer esforço de caracterização utilizando aplicações da poderosa técnica de difração com raios X infrutífero. Portanto, a caracterização da estrutura vítrea geralmente depende de informação da ordem local (escala de comprimento sub-nanométrica). Entretanto, existem poucas metodologias para essa finalidade. Embora progressos significativos no entendimento da estrutura vítrea tenham sido alcançados nas últimas décadas, processos dinâmicos e rearranjos estruturais que ocorrem durante o relaxamento térmico ou a cristalização de substâncias formadoras de vidro são especialmente pouco compreendidos. Estudos recentes apontam o papel especial do estudo do ordenamento em escala intemediária nos vidros - ou seja, ordenamento estrutural em dimensões entre cerca de 0,3 a 0,5 nm - para fornecer informação importante a respeito dos processos de devitrificação. Para melhorar o entendimento fundamental deste problema, propomos uma abordagem interdisciplinar, que combina técnicas de espectroscopia Raman e técnicas avançadas de RMN de alta resolução com simulações de dinâmica molecular (MD). Finalmente, a elucidação especialmente desafiadora do ordenamento em escala intermediária de substâncias modificadoras da rede vítrea poderá ser realizada por meio de métodos de RMN recentemente desenvolvidos pelo candidato. (AU)