Caracterização tecnológica de minerais lamelares para obtenção de materiais bidimensionais

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Souza, Leonardo Antônio Custódio
• Orientador(a): Andrade, Ricardo Jorge Espanhol
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: materiais bidimensionais; minerais; estrutura cristalina
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: http://dspace.mackenzie.br/handle/10899/26437

O grafeno foi o material bidimensional (2D) precursor para o desenvolvimento de nanomateriais 2D, advento que revelou as excepcionais propriedades óticas, físicas, elétricas e térmicas desse material inovador. A comunidade científica ao redor do mundo, atenta a este fato, vislumbrou o desenvolvimento de novas aplicações e tecnologias em diversos ramos da ciência. Impulsionados pela descoberta do grafeno, vários estudos demostraram que outros tipos de materiais 2D também podem ter excelentes propriedades, sejam elas similares, complementares ou antagônicas às do grafeno. O propósito desta pesquisa foi a busca por exemplares de substâncias químicas naturais (minerais) com potencial para serem delaminados a fim de se obter materiais 2D. Por meio da observação das estruturas cristalinas e clivagens foi possível selecionar e classificar cinquenta e seis exemplares de acordo com o potencial para esfoliação e obtenção de materiais bidimensionais. Dos minerais apontados, obtiveram-se três amostras, caracterizadas por meio de: microscopia ótica; microscopia de força atômica e eletrônica de varredura; espectroscopia Raman e microssonda. A microscopia ótica e a eletrônica de varredura indicaram que os minerais foram esfoliados segundo seus planos de clivagem. As partículas esfoliadas exibiram espessura média de 2nm, fato este certificado por microscopia de força atômica. Informações obtidas por espectroscopia Raman denotam que houve significativa alteração na estrutura cristalina do clinocloro e da teluronevskita pela esfoliação, apresentando espectros bem distintos entre a amostra primitiva e a esfoliada. Já a kermesita mostrou uma boa correspondência entre estes dois espectros, assinalando uma esfoliação onde a composição química se manteve. Dados obtidos por meio de microssonda indicaram a real composição química das amostras. Teores mais elevados em ferro apontaram que o exemplar supostamente indicado como clinocloro trata-se, de fato, de chamosita. Dentre os três minerais estudados, a kermesita apresentou, de forma geral, os melhores resultados, viabilizando estudos complementares para esse espécime. O uso da base de dados da International Mineralogical Association – IMA mostrou ser uma fonte útil para selecionar espécimes com estrutura cristalina em camadas. Heteroestruturas e clivagem dos minerais mostraram ser atributos facilitadores para a esfoliação e obtenção de estruturas bidimensionais.