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Desenvolvendo uma nova geração de material avançados multicomponentes via síntese mecanoquímica

Processo: 21/12899-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência (Início): 01 de novembro de 2021
Vigência (Término): 31 de outubro de 2023
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química
Pesquisador responsável:Paulo Filho Marques de Oliveira
Beneficiário:Paulo Filho Marques de Oliveira
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:20/14955-6 - Desenvolvendo uma nova geração de materiais avançados multicomponentes via síntese mecanoquímica, AP.JP
Assunto(s):Materiais avançados   Materiais nanoestruturados   Química de materiais

Resumo

A demanda global por processos e produtos ambientalmente amigáveis tem conduzido a pesquisa científica e industrial em direção a uma química mais sustentável e à preparação de novos materiais com desempenho e propriedades aprimorados. Apesar do sucesso impressionante das técnicas convencionais para síntese e design de materiais, as abordagens clássicas evolvem alto consumo de solvente e energia. Além disso, o número de materiais multicomponentes, que são atraentes para diversas aplicações tecnológicas, preparados por tais abordagens, permanece limitado. Assim, a busca por rotas alternativas de síntese, inscritas num cenário da química sustentável, e que sejam capazes de gerar materiais altamente ativos, é, portanto, imperativa. Esse é o caso das transformações induzidas por moagem mecânica, que resultam em materiais avançados como nanopartículas metálicas (NPs) e nanopartículas de óxidos metálicos para aplicações em catálise e energia. A mecanoquímica tem atraído atenção como uma alternativa ecologicamente correta para a química na pesquisa acadêmica e industrial e para as ciências dos materiais, tendo sido recentemente considerada como uma das dez inovações químicas que podem mudar o mundo. Porém, o uso da mecanoquímica na síntese de NPs metálicos na sua forma livre ou suportadas sobre uma matriz sólida ainda é pouco explorado, ocultando o efetivo potencial da técnica. No presente projeto pretendemos explorar e expandir o uso de rotas mecanoquímicas para a síntese de NPs mono- e multimetálicas e nanoestruturas suportadas em óxidos. Os parâmetros que influenciam a estrutura dos materiais finais (tamanho, morfologia, etc.) serão identificados pelo estudo cuidadoso das condições de reação, particularmente os parâmetros associados à moagem. Adicionalmente, investigaremos os mecanismos de formação das NPs utilizando técnicas de caracterização do estado da arte, permitindo controlar a mecanossíntese das nanoestruturas. Finalmente, os materiais potentialmente ativos serão selecionados e testados como catalisadores. Isso permitirá o estabelecimento de uma relação estrutura-propriedade, abrindo caminho para o design racional de uma nova geração de materiais avançados altamente ativos no estado sólido.

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