Estudo microscópico de adesão de partículas nanométricas.

• Autor(a) principal: VALADARES, L. F.
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da EMBRAPA (Repository Open Access to Scientific Information from EMBRAPA - Alice)
• Texto Completo: http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/handle/doc/883537
• topic: Adesão; Nanopartículas; Microscopia

A adesão de fases nanométricas é um tópico de crescente interesse científico por ter implicações na fabricação e nas propriedades de novos materiais nanoestruturados. A hipótese explorada nesse estudo é: fases imiscíveis mas molháveis pela água podem aderir desde que sejam misturadas e secas a partir de dispersões aquosas e possuam cargas em sua superfície. Esta hipótese é detalhada no seguinte mecanismo: primeiro, durante o processo de secagem, as partículas são aproximadas até o contato por forças de adesão capilar. Em segundo lugar, no sólido seco, as partículas, mesmo que tenham mesma carga, são atraídas pelos cátions provenientes do soro, que formam pontes iônicas entre as superfícies e originam a adesão eletrostática. Para verificar esta hipótese, pares de diversos tipos de nanopartículas foram misturados em meio aquoso e deixados secar, sendo o resultado da secagem analisado por microscopia eletrônica e de sonda. A microscopia eletrônica de transmissão por energia filtrada (EFTEM) foi explorada intensamente, utilizando um novo protocolo experimental que possibilita a análise de partículas e agregados espessos (> 500 nm). Em todos os casos observados, partículas das diferentes fases permanecem em contato após a secagem, revelando que as forças capilares são eficazes para unir nanopartículas molháveis. No caso de misturas de montmorilonita cálcica e látex estirenoacrílico foi observado que os íons Ca2+ estão localizados em domínios onde a argila e o látex estão superpostos, evidenciando a formação de pontes iônicas. A contribuição da energia eletrostática para a adesão de interfaces carregadas foi calculada utilizando um modelo formado por três superfícies paralelas, no qual uma superfície com cargas positivas está disposta entre duas superfícies que possuem cargas negativas. Os cálculos mostraram que em condições análogas às de uma interface formada por látex estireno-acrílico e montmorilonita, a contribuição eletrostática na interface pode alcançar valores de -200 kJ.mol-1. Esses valores verificam resultados experimentais obtidos em ensaios de tração. O modelo de adesão eletrostática foi empregado no preparo de materiais nanocompósitos de PET e argila, obtendo-se materiais com tensão na ruptura superior à do polímero puro. Uma outra parte da tese descreve a síntese de nanomotores autoimpulsionados. Estes são dubletos formados por uma partícula de sílica aderida a uma partícula de platina. A superfície da platina catalisa a decomposição do peróxido de hidrogênio em solução aquosa criando gradientes de tensão superficial que impelem os dubletos, produzindo movimentos não-Brownianos.