Nanoestruturas: Rumo à energia sustentável

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


Tratamento Trmico

700 C/2h

Membranas de 100 nme viscosidade de 9 mPa.s


Viscosidade de 22 mPa.s

Nitrato de Lantnio

Acetato de Nquel

cido Ctrico


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Nanofios de ZrTiO422



Soluo Precursorade Zr e Ti

Ajuste das Viscosidades24 e 10 mPa.s

Membrana PC de

50 nm e100 nm


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

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