Nanopartículas com aplicações tecnológicas na fabricação de materiais fotoluminescentes e bactericidas vêm sendo investigadas há alguns anos pela equipe do químico Elson Longo, do Centro de Materiais Funcionais (CDMF) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). Recentemente, um estudo com simulações computacionais e experimentos verificou os processos físicos que influenciam a criação dessas nanopartículas, o que vai ajudar os pesquisadores a controlarem suas propriedades. O trabalho conduzido pelo físico Edison Zacarias da Silva e o químico Miguel San-Miguel, ambos da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), foi destaque de capa da edição de 2 de maio do Journal of Physical Chemistry C.
Como Silva explica no vídeo, as nanopartículas de prata são produzidas a partir de um material conhecido como tungstato de prata (a-Ag2WO). Em uma câmara de vácuo, um pedaço desse material irradiado pelo feixe de elétrons de um microscópio eletrônico libera pequenas nanopartículas com de 4 a 8 nanômetros de comprimento, que em seguida se coalescem, formando nanopartículas maiores. “Tentamos entender por que essas partículas se comportavam dessa maneira”, diz o físico.
Os pesquisadores chegaram à resposta por meio de simulações computacionais detalhadas da dinâmica molecular dos nanocristais liberados pelo material no vácuo. Os resultados das simulações foram confirmados por novos experimentos conduzidos por Thales Machado, físico do CDMF, utilizando um avançado microscópio eletrônico do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM).
“O campo elétrico do feixe de elétrons causa nessas partículas um efeito muito interessante chamado de ressonância superficial de plasma”, Silva explica. “A partícula é eletricamente neutra mas o campo elétrico faz com que suas cargas elétricas oscilem, produzindo nanodipolos elétricos. Quando dois nanodipolos se alinham, sofrem uma atração mútua. Então as nanopartículas se encontram e formam uma nova maior.”
Colaboraram no trabalho vários pesquisadores do CDMF, além do físico Giovani Faccin, da Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD) e o químico Juan Andrés, da Universidade Jaume I, na Espanha. O trabalho teve apoio financeiro das agências CAPES, CNPq, FINEP e FAPESP.
Artigo Científico
Connecting Theory with Experiment to Understand the Sintering Processes of Ag Nanoparticles
Edison Z. da Silva, Giovani M. Faccin, Thales R. Machado, Nadia G. Macedo, Marcelo de Assis, Santiago Maya-Johnson, Júlio C. Sczancoski, Juan Andrés, Elson Longo, and Miguel A. San-Miguel
Phys. Chem. C 2019, 123, 17, 11310-11318
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Igor Zolnerkevic
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