Cerâmicas de Oxicarbeto de silício modificadas com metais de transição (SiOC/M) e avaliação das potencialidades como materiais eletródicos - Romagnoli, Érica Signori (2022)
O avanço nos estudos de novos materiais e o aprimoramento de propriedades e características dos que já são conhecidos, é uma das grandes áreas de interesse das Ciências de Materiais, visto que, cada vez mais a sociedade necessita de materiais que acompanhem o desenvolvimento científico-tecnológico que possam contribuir para melhorar a qualidade de vida da sociedade. Dentre as classes de materiais que podem ser estudadas e aprimoradas estão as cerâmicas de oxicarbeto de silício. Diferentes variáveis que envolvem o processo de obtenção, podem influenciar as propriedades e consequentemente as possíveis aplicações destes materiais. Não há estudos que avaliem os efeitos da utilização de cloretos metálicos e fonte externa de hidrocarbonetos aos polímeros precursores híbridos baseados na silicona poli(hidrometilssiloxano) e o agente reticulante divinilbenzeno, associada à pirólise controlada destes em temperaturas distintas que avaliem o processo de conversão polímero-cerâmica em diferentes estágios, e quais seriam as potencialidades destas cerâmicas como materiais eletródicos (sensores voltamétricos) na detecção da molécula de 2,4,6-Trinitrotolueno. Logo, esta é a principal motivação deste estudo: produzir materiais cerâmicos de SiOC a partir da pirólise controlada de polímeros precursores com e sem a adição de fonte externa de hidrocarbonetos cloretos metálicos e avaliar as potencialidades como materiais eletródicos A primeira etapa consistiu na síntese de 5 polímeros precursores via reação de hidrossililação entre a silicona poli(hidrometilssiloxano) e o agente reticulante divinilbenzeno catalisada por complexo de Pt(0) com e sem a adição de polietileno (PE) como fonte externa de hidrocarbonetos e cloretos metálicos de Co, Fe e Ni como agentes indutores na formação de micro/nanoestruturas. Os polímeros precursores foram submetidos a pirólise controlada sob atmosfera de Ar nas temperaturas de 800, 1100 e 1400 °C. Dentre os principais resultados, pela análise de XRD foi observado a formação de diferentes fases nos materiais cerâmicos com o aumento da temperatura, sendo as principais as fases de SiC, Cgrafítico e nos materiais contendo metálicos a formação mesmo que em pequenas frações de silicetos metálicos. Os materiais cerâmicos contendo PE + cloretos metálicos obtidos a 1400 °C apresentaram em suas superfícies uma camada de cor branca, atribuída como sílica cristobalita. Pelas análises de Raman, foi verificado que o processo de grafitização da fase de Clivre foi influenciada pelo aumento da temperatura de pirólise. Pelas análises de Fisiossorção de gás N2 a 77K, observou-se que a adição de PE + cloretos metálicos favoreceu os aspectos de porosidade dos materiais com o aumento da temperatura. Análises de XPS indicou presença de Csp2 em maior quantidade em todos os materiais obtidos a 1400 °C e de fase semicondutora de SiC4. Os materiais cerâmicos obtidos a 1400 °C demonstraram potencialidades para serem empregados como materiais eletródicos na produção de sensores voltamétricos, na detecção da molécula de TNT. A partir deste estudo nota-se que diversos trabalhos podem ser realizados ampliando a investigação de cerâmicas de SiOC/M para serem empregadas como materiais eletródicos principalmente como sensores voltamétricos, uma vez que cada vez mais se faz necessário o desenvolvimento de materiais capazes de detectar diferentes moléculas em diferentes níveis de concentração.