Filmes de nanodiamantes para aplicações em sistemas eletroquímicos e tecnologia aeroespacial

Abstract

Recebido em 13/10/04; aceito em 20/5/05; publicado na web em 25/11/05 NANODIAMOND FILMS FOR APPLICATIONS IN ELECTROCHEMICAL SYSTEMS AND AERONAUTICS AND SPACE TECHNOLOGY. The goal of this work is to show the use of undoped nanodiamond films as a new material for electrochemical and aerospace applications. Correlation between the applications and physico-chemical features of nano and conventional CVD polycrystalline diamond films are presented. An important and innovative application of these nanodiamonds is organic electrosynthesis, including pharmaceutical and water disinfection products, as well as electroanalytical applications, for example, development of biosensors for detection of glucose, glutamate and dopamine. In aeronautics and space developments, these nanodiamonds could be used as electrodes in rechargable batteries and in tribological investigations.Keywords: nanodiamond; electrochemical; aerospace. [9][10][11] . Quanto aos materiais utilizados como substrato para deposição dos filmes de diamante e seu uso em aplicações eletroquímicas pode-se destacar o silício, o titânio e suas ligas. Embora com as desvantagens da baixa resistência mecânica, baixa condutividade elétrica e alto custo, o silício tem a vantagem de ser um material semicondutor e possuir coeficiente de dilatação próximo ao do diamante, o que o torna um dos substratos mais utilizados [12][13][14][15][16][17][18][19] . Por outro lado, um substrato que começou a ser visto com interesse pelos pesquisadores para este tipo de aplicação é o titânio [20][21][22] e suas ligas 23 . Isto porque estes materiais são economicamente viáveis, têm baixa massa específica, são dúcteis e possuem excelente resistência à corrosão em ambientes agressivos, devido à formação espontânea de uma camada passivadora superficial de óxido. Além do titânio e suas ligas, o carbono vítreo também vem sendo recentemente utilizado como substrato nas aplicações eletroquímicas de eletrodos de filmes de diamante 24,25 . O carbono vítreo, material relativamente novo e desenvolvido em torno de 1960, possui algumas propriedades notáveis, como força elevada, alta resistência ao ataque de substâncias químicas, boa condutividade elétrica e permeabilidade extremamente baixa ao hélio 26,27 . A resposta eletroquímica dos eletrodos de diamante depende do nível de dopagem 28,29 . O diamante em seu estado natural é considerado um semicondutor de banda larga (E g = 5,5 eV) e oferece vantagens para aplicações eletrônicas em condições ambientais extremas, tais como alta temperatura, voltagem e radiação 30 . Os filmes de diamante possuem propriedades eletrônicas que vão desde isolante em baixas dopagens, para semicondutor ou até comportamento semimetálico, em altos níveis de dopagem INTRODUÇÃO 31. A dopagem consiste na incorporação de átomos na rede cristalina do diamante e estes podem atuar como receptores (dopagem tipo-p) ou doadores (dopagem tipo-n) de elétrons. A dopagem tipo-p no diamante é relativamente mais fácil de obter e com uma eficiência maior que a dopagem tipo-n 32 , por ex., de...

Growth Rate and Electrochemical Properties of Boron-Doped Diamond Films Prepared by Hot-Filament Chemical Vapor Deposition Methods

“…It is found that the position of the (111) peaks downshifts with increasing boron doping quantity, which indicates an expansion of the lattice parameter induced by boron incorporation in the impurity bond of boron [26][27][28][29][30]. Figure 11 shows cyclic voltammograms of a platinum and BDD electrodes [31][32][33][34] with B/C ratios 0.3, 0.5, and 2.0% in 0.2 M KNO 3 . It was found that the potential window of BDD electrodes is clearly the widest in comparison with that of the conventional Pt material.…”

Uma abordagem territorial e político-institucional da política de saneamento do Brasil, no eixo do abastecimento de água

“…Aliada a essa dificuldade está a da noção de incompletude dos contratos (Azevedo, 2000), onde esses não conseguem prever todas as contingências futuras, mesmo porque os contextos se alteram, inovações tecnológicas e de comportamento surgem, sendo necessária a sua constante revisão. Isso sem falar que no momento de uma compra é impossível se ter todas as informações relevantes sobre o produto.…”

Boron Doped Ultrananocrystalline Diamond Films on Porous Silicon: Morphological, Structural and Electrochemical Characterizations

“…Typically, the gas mixture used to obtain diamond films consists of hydrogen and methane. For nanofilms, an inert gas, such as argon or helium, is used in addition to the mixture of hydrogen and methane, in order to promote a continuous transition of grain size from micro to nanocrystalline 11 . Since diamond surface has a high resistivity, doping with boron is performed in order to obtain semiconducting characteristics.…”