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Pesquisa do CDMF incentiva a investigação de novos materiais irradiados

Publicado em 21 outubro 2021

Estudo inédito do CDMF aborda o desenvolvimento de materiais irradiados com laser de femtossegundo contendo mistura das fases a-Fe2O3 e e-Fe2O3

A pesquisadora Josiane Carneiro Souza, aluna de pós-doutorado do Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos (DQ – UFSCar) e integrante do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), é a primeira autora do artigo “Unconventional Disorder by Femtosecond Laser Irradiation in Fe2O3” recentemente publicado no periódico ACS Omega.

A publicação é o primeiro estudo que aborda o desenvolvimento de materiais irradiados com laser de femtossegundo contendo uma mistura das fases a-Fe2O3 e e-Fe2O3. Assim sendo, fornece informações relevantes sobre a relação termodinâmica entre tais fases e como isso pode aprimorar o desempenho fotoeletroquímico e as propriedades magnéticas e ópticas dos materiais irradiados.

De acordo com Souza, este é um assunto de considerável interesse para pesquisas em processos químicos e físicos. “O a-Fe2O3 irradiado é um novo semicondutor importante para a separação de água, uma tecnologia de sucesso que aplica energia solar em processos fotoeletroquímicos com a finalidade de gerar energia limpa, renovável e sustentável como eletricidade ou combustível verde, como o hidrogênio. Além disso, a-Fe2O3 é um conversor de luz solar potencial, pois é um semicondutor do tipo n com um gap de 1,9 a 2,2 eV”, explica a pesquisadora.

Outras aplicações interessantes do semicondutor incluem baterias de lítio, pigmentos, sensores de gás, eletroanálise para detecção de chumbo e, até mesmo, portadores de drogas para tratar células cancerosas. Para o estudo em questão, os cálculos da Mecânica Quântica, baseados na Teoria do Funcional de Densidade (DFT), foram consistentes e auxiliaram na discussão detalhada dos resultados obtidos experimentalmente.

Durante os experimentos, o que se esperava era uma desordem convencional na estrutura dos materiais e-Fe2O3, semelhante àquela causada por tratamentos térmicos que possibilitam a transformação da fase e-Fe2O3 para a fase a-Fe2O3 e proporcionam o crescimento das superfícies da e-Fe2O3, contribuindo, por fim, para a conversão do a -Fe2O3. “No entanto, a irradiação provoca uma desordem não-convencional nos materiais de e-Fe2O3, essa desordem ocorre pela alteração da energia química, o que leva a um aumento na densidade dos defeitos nas superfícies da e-Fe2O3, evitando a transição de fase e otimizando as propriedades fotoeletroquímicas, magnéticas e ópticas destes materiais irradiados”, finaliza a pesquisadora.

Também participaram do estudo os pesquisadores Renan A. P. Ribeiro, Letícia G. da Trindade, Regiane C. de Oliveira, Leonardo D. Costa, Marisa C. de Oliveira, Sergio R. de Lazaro, Julio R. Sambrano, Cleber R. Mendonça, ¸ Leonardo de Boni, Fenelon M. L. Pontes, Adilson J. A. de Oliveira, Edson R. Leite e Elson Longo.

O artigo pode ser acessado no repositório do CDMF clicando AQUI.

CDMF

O CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).

FONTE/CRÉDITOS: CDMF