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Desenvolvimento de nanoestruturas e filmes de ZnO para extração de energia: nanogeradores e piezotrônicos

Processo: 12/11979-5
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de outubro de 2013 - 31 de março de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Maria Aparecida Zaghete Bertochi
Beneficiário:Maria Aparecida Zaghete Bertochi
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara, SP, Brasil
Pesq. associados:Leinig Antonio Perazolli ; Talita Mazon
Assunto(s):Materiais cerâmicos  Cerâmica piezoelétrica  Semicondutores  Óxido de zinco  Nanocompósitos  Materiais nanoestruturados  Eletroforese 

Resumo

Esta proposta pretende em uma primeira etapa preparar nanoestruturas de óxido de zinco (ZnO) sem ou com superfície modificada com metal, bem como nanocompósitos de celulose /ZnO sendo o ZnO cristalizado dentro ou na superfície do filme de celulose por síntese hidrotérmica convencional e assistida por microondas. Serão estudadas as condições físicas e químicas dos processos de sínteses. O acompanhamento da síntese deverá ser feito basicamente por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (EC-MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) e difração de elétrons para identificar crescimento anisotrópico do ZnO. A segunda etapa do projeto consiste na preparação de filmes texturizados a partir da deposição das nanoestruturas ou nanoclusters utilizando eletroforese. Neste caso, as nanoestruturas obtidas serão utilizadas para preparar suspensões coloidais estabilizadas com a adição de diferentes surfactantes. Para garantir uma dispersão homogênea das nanoestruturas será feito um estudo para determinar a melhor razão molar de nanoestruturas:surfactantes. As suspensões serão caracterizadas quanto à morfologia da partícula/cluster, distribuição de tamanho de partículas, funcionalidade da superfície catiônica e potencial zeta. Os filmes das nanoestruturas sem ou com superfície modificada serão formados sobre diferentes substratos por deposição eletroforética. Nesta etapa, será analisada a influência de fatores como tensão e tempo de deposição, concentração das suspensões nas dimensões das nanoestruturas e dos arranjos para a obtenção de filmes texturizados para aplicações em nanopiezoeletricos. A cristalinidade e a composição dos filmes serão examinadas por difração de raios X (DRX). O tamanho das partículas, morfologia e espessura dos filmes serão determinados com o uso das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM). As propriedades piezelétricas dos arranjos das nanoestruturas de ZnO serão obtidas pela técnica Piezoresponse Force Microscopy (PFM). Estas medidas serão realizadas em colaboração com o grupo da universidade de AVEIRO Portugal. O grupo brasileiro possui um equipamento de AFM e adquiriu os complementos visando caracterização de materiais nanometricos ou não com propriedades piezoeletricas. Esta técnica e a única maneira de se caracterizar nano ou meso estruturas quanto as suas propriedades elétricas. E importante ressaltar que não existe, nos dias de hoje, outra ferramenta que possa medir de maneira simples a resposta eletromecânica de nanofios ou nanocintas de ZnO. Portanto, temos também como finalidade a capacitação do grupo brasileiro para uso da técnica PFM e interpretação dos dados. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre o auxílio:
Diagnóstico precoce de câncer 

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
AMORESI, RAFAEL A. C.; FELIX, ANDERSON A.; BOTERO, ERITON R.; DOMINGUES, NELSON L. C.; FALCAO, EVARISTO A.; ZAGHETE, MARIA A.; RINALDI, ANDRELSON W. Crystallinity, morphology and high dielectric permittivity of NiO nanosheets filling Poly(vinylidene fluoride). CERAMICS INTERNATIONAL, v. 41, n. 10, B, p. 14733-14739, DEC 2015. Citações Web of Science: 4.

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