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8/2/2019 Nanoestruturas: Rumo energia sustentvel
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8/2/2019 Nanoestruturas: Rumo energia sustentvel
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Sumrio
Evoluo;
Estado da Arte; Tecnologia;
Nanoestruturas;
Estratgia de Sntese;
Sntese de Membranasxidas;
Sntese de Nanofios
xidos; Estrutura e
microestrutura;
IntroduoSntese e Caracterizao dexidos Nanoestruturados
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Principais Setores
Petrleo;
Gs Natural;
Carbonfero;
Energia Nuclear;
Energia Eltrica;
Energia Solar;
Elica;
Biomassa;
Ocenica;
Geotrmica;
Clula Combustvel.
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Vaso de Lycurgo
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Sem Iluminao ComIluminao
British Museum, Sculo IV A.C., provavelmente feito em Roma
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Primeiros Trabalhos
M. Faraday, Philos. Trans. R. Soc.London, 1857, 147, 145181;
Atribuiu a cor vermelha a natureza
coloidal de nanopartculas de ouro;
G. Mie, Ann. Phys., 1908, 25, 377445;
Calculou a Absoro na Regio doVisvel de suspeno coloidais denanopartculas de ouro utilizando as
equaes de Maxwell.
Nanopartculas de Ouro Vaso de Lycurgo =Efeito Plasmon
Vidro
Nanopartculasde Ouro e
Prata
Luz
Efeito Plasmon de
Superfcie
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A forma da matria
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--
- --
-+
++
+
-
-- -
++- -
-
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Gerao da Energia Solar
Sistemas de Aquecimento Converso indireta (Baixo Custo)
Clulas fotovoltaicas Converso direta (Alto custo)Eficincia de dispositivos comerciais
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Dispositivos fotovoltaicos
Clula Fotovoltaica de Silcio Aumento de eficincia
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Nanoestruturas
Estruturas unidimensionais ou quasi-unidimensionaisproduzidas em dimenses nanomtricas (
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Sntese de Nanoestruturas
Mtodos Fsicos e Qumicos de Sntese; Sntese Hidrotermal, microondas, sonoqumica, deposio de
vapor qumico, evaporao metalorgnica, crescimentocataltico, fotolitografia, eletroforese, crescimentoeletroqumico, deposio de solues precursoras, epitaxiade feixe molecular.
Nvel de organizao bidimensional ou
tridimensional:Ordenadas, semi-ordenadas ou desordenadas; Curto, mdio ou longo alcance.
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Propriedade vs. Aplicao
Aumento de rea superficial; Desenvolvimento de materiais catalticos e sensores;
Efeitos de Confinamento Quntico; Dispositivos optoeletrnicos, fotosensores e
fotoqumicos;
Morfologia e Crescimento;
Materiais eltricos e magnticas;Memrias Ferroeltricas e Ferricos 3D;
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Nanoestruturas
Nanocubos e bastes de Hidrxido de ndio(Hidrotermal)
Nanofios de xido de ndio dopadocom estanho (ITO) (Evaporao/ Condensao)
Nanotubos de Carbono(Crescimento Cataltico )
Nanoestrelas de xido de Zinco
(Hidrotermal)
Nanoflor de xido de Silcio
(Deposio de vapor qumico)Nanotubo de Seleneto de Cldmio
(Deposio de Vapor Qumico)
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Nanoestruturas Ordenadas
Al2O3(Crescimento Eletroqumico)
CeO2
SiO2(CVD)
(CVD)
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Membranas Template
Soluo ou VaporQumico
Deposio emmembrana
Tratamento trmico oueletroqumico
Preenchimento dos poros
Eliminao daMembrana
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Mtodo dos PrecursoresPolimricos
Baseia-se na formao deum polmero ramificadopor reao esterificao
de cidos carboxlicos epolilcools;
O tratamento trmicocontrolado elimina amatria orgnica
Citrato Metlico + Etileno Glicol + 90 C
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xidos Nanoestruturados utilizandomembranas templates
Jovem Pesquisador em N&N;
Universal;
Produtividade em Pesquisa;
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Sntese de Nanoestruturas xidas
Sntese de ps policristalinosSntese de filmes finos e
nanoestruturas
Soluo Precursora
Pr Calcinao 300 C
Formao de FaseCristalina (>500 C)
Caracterizao Estrutural eMorfolgica
Soluo Precursora
Ajuste de Viscosidade
Deposio de Soluo emMembranas
Tratamento Trmico
Formao de Filmes ouNanoestruturas
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Sntese de Nanofios xidos emSubstratos de Silcio
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Soluo Precursora
Ajuste da Vicosidades
Limpeza do Substrato
Deposio namembrana
Vcuo
Deposio via Spin-
Coating
Tratamento Trmico
Caracterizao
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Nanofios de Nb2O520
Soluo mais viscosa
Soluo menos viscosaFormao de Placas
Fios entrelaados
SoluoPrecursora de Nb
Ajuste das Viscosidades
25 e 11 mPa.s
Membrana PC de
100 nm
Deposio Vcuo + Spin-Coating
Tratamento Trmico
700 C/2h
Oxalato de Nibio Citrato de Nibio
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Nanofios de LaNiO321
Soluo Precursorade La e Ni
Ajuste da Viscosidade
Membrana PC de
50 nm e100 nm
Deposio Vcuo + Spin-Coating
Tratamento Trmico
700 C/2h
Membranas de 100 nme viscosidade de 9 mPa.s
Membranas de 100 nme viscosidade de 17 mPa.s
Viscosidade de 22 mPa.s
Nitrato de Lantnio
Acetato de Nquel
cido Ctrico
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Nanofios de ZrTiO422
Membranas de 50 nme viscosidade de 24 mPa.s
Membranas de 100 nme viscosidade de 10 mPa.s
Soluo Precursorade Zr e Ti
Ajuste das Viscosidades24 e 10 mPa.s
Membrana PC de
50 nm e100 nm
Deposio Vcuo + Spin-Coating
Tratamento Trmico
700 C/2h
Isopropxido de Ti Citrato de Titnio
Butxido de Zi Citrato de Zircnio
Membranas de 10 nm
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MEV-FEG23
Recobrimentode ouro
Amostra sem recobrimento
Formaode poros
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Estrutura e microestrutura24
LaNiO3
ZrTiO4
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Crescimento de nanofios25
Nanofios
Placas
Nanofios
Placas
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Densificao de um filme finopor crescimento de partculas
Microestrutura dos Nanofios
Poros
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Densificao por crescimento departculas
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LaNiO3
ZrTiO4
Poros de 15 nm
Poros de 5 nm
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Agradecimentos28