Os nanomateriais e a descoberta de novos mundos na bancada do químico

Abstract

Recebido em 3/10/11; aceito em 17/2/12; publicado na web em 15/6/12 NANOMATERIALS AND THE DISCOVERY OF NEW WORLDS AT THE CHEMIST'S BENCH. In recent years there has been great progress in the field of nanotechnology largely driven by research into nanomaterials. Chemistry appears in this context for its relevant role in the synthesis and surface modification of nanomaterials. This review article discusses fundamental concepts related to the synthesis and properties of inorganic nanoparticles with diverse properties. Aspects related to unique size dependent optical and magnetic properties are discussed and the chemistry involved in the preparation of nanomaterials reviewed. Fundamental aspects of the chemical modification of nanoparticles envisaging potential applications for these materials are also addressed.Keywords: nanoparticles; chemical synthesis; surface modification. INTRODUÇÃOAs últimas décadas assistiram a um interesse sem precedentes na área das Nanotecnologias e Nanociências, tratando-se atualmente de um dos domínios tecnológicos mais atrativos e de maior crescimento. A "revolução nano", comparada por muitos especialistas à revolução industrial do século XIX, promete produtos inovadores em áreas estratégicas como, por exemplo, a de energia, medicina, informação, segurança, ambiente e indústria.A palestra de Richard Feynman na reunião anual da Sociedade Americana de Física, no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), em 1959, é um marco histórico e científico ao antecipar desenvolvimentos em Nanotecnologia, sem que este termo tenha sido utilizado na ocasião.1 Nessa palestra, intitulada There's Plenty of Room at the Bottom, referiu-se à possibilidade de manipular a matéria à escala atómica e molecular e discutiram-se consequências em termos de progresso científico nesse novo contexto. As previsões de Feynman incluíram a miniaturização de dispositivos de armazenamento de informação e o desenvolvimento de microscópios com poder de resolução ao nível atómico. Contudo, a Nanotecnologia resulta efetivamente da sedimentação de conhecimento científico em áreas diversas, e para a qual contribuíram decisivamente avanços tecnológicos recentes, nomeadamente a descoberta e o aperfeiçoamento de microscópios que permitem a caracterização de nanoestruturas, métodos computacionais mais poderosos e novas técnicas de síntese em nanomateriais.A invenção do microscópio de efeito túnel (Scanning Tunelling Microscope, STM), cuja patente é de 1980, deu a Gerd Binnig e Heinrich Rohrer o prémio Nobel da Física, em 1986. No STM é aplicada uma diferença de potencial entre a superfície da amostra e uma sonda muito fina que se aproxima da superfície do material a analisar, a uma distância atómica, originando uma corrente por efeito de túnel entre a ponta da sonda e a superfície. Uma modalidade de medição no STM faz com que a sonda seja deslocada ao longo da superfície (plano XY) de forma a varrer uma determinada área da amostra, mantendo a intensidade de corrente constante entre a ponta e a superfície. O ajuste da posição v...

Células solares sensibilizadas por pontos quânticos

“…De acordo com a teoria dos orbitais moleculares, n orbitais atô-micos geram n orbitais moleculares, e, assim, em um corpo massivo, o valor de n é tão grande que ocorre a aproximação dos níveis de energia, tornando-os um quasi-contínuo. 25,26 Entretanto, para os PQs, o que se observa são níveis discretos de energia e energia de banda proibida maior, o que é justificado pelo número reduzido de átomos e moléculas contidas nesse material. 26 Os PQs são considerados materiais zero dimensional e por isso apresentam propriedades ópticas fortemente dependentes do tamanho do nanocristal.…”

Como estudar interações entre nanopartículas e sistemas biológicos

“…1 Somente em 2015, foram publicados cerca de 9400 artigos relacionados ao termo "Nanotechnology" no banco de dados Science Direct; além disso, diversos produtos têm sido testados e comercializados, por exemplo, protetores solares, cosméticos, produtos biomédicos, biosensores e sistemas para transporte e entrega de fármacos. 2 Entretanto, há uma crescente preocupação com a segurança e possíveis efeitos nocivos de nanomateriais que vêm sendo desenvolvidos, 3 pois dados e regulamentações internacionais referentes à segurança e uso desses materiais ainda são escassos, ainda estão em debate ou em fase de implementação.…”

Ressonância de plasmon de superfície localizado e aplicação em biossensores e células solares

“…10 No entanto, foi somente em 1857 que as NPs-M receberam maior atenção devido aos estudos de Michael Faraday sobre o efeito da interação da luz em uma solução coloidal de NPAu obtida através da redução do cloreto de ouro pelo fósforo. 11,12 Deste então, o interesse nestas NPs tem aumentado e novas metodologias de síntese e caracterização têm sido desenvolvidas, possibilitando grande controle de tamanho e formato. [13][14][15] A pesquisa nesta área foi enriquecida pela compreensão do efeito da ressonância de plasmon de superfície localizado (LSPR), que explica o comportamento óptico destes materiais.…”