{"id":123520,"date":"2020-03-15T12:43:02","date_gmt":"2020-03-15T15:43:02","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=123520"},"modified":"2020-03-15T12:43:02","modified_gmt":"2020-03-15T15:43:02","slug":"brasileiros-e-indianos-produzem-cristal-com-grande-potencial-de-aplicacoes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/brasileiros-e-indianos-produzem-cristal-com-grande-potencial-de-aplicacoes\/","title":{"rendered":"Brasileiros e indianos produzem cristal com grande potencial de aplica\u00e7\u00f5es"},"content":{"rendered":"

\"\"Espin\u00e9lios s\u00e3o \u00f3xidos com f\u00f3rmulas qu\u00edmicas do tipo AB2O4, em que A \u00e9 um c\u00e1tion (\u00edon positivo)\u00a0met\u00e1lico bivalente; B, um c\u00e1tion met\u00e1lico trivalente; e O, o oxig\u00eanio. Devido \u00e0 configura\u00e7\u00e3o espacial da mol\u00e9cula, os espin\u00e9lios s\u00e3o valorizados pela beleza. Mas, al\u00e9m da apar\u00eancia, espin\u00e9lios nos quais o c\u00e1tion trivalente B \u00e9 constitu\u00eddo pelo elemento cr\u00f4mio (Cr) t\u00eam despertado grande interesse por outro motivo: apresentam propriedades magn\u00e9ticas com grande potencial de aplica\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica \u2013 de sensores de gases a portadores de drogas, de m\u00eddias para armazenamento de dados a componentes de sistemas de telecomunica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

Um estudo realizado por pesquisadores brasileiros e indianos investigou um tipo peculiar de espin\u00e9lio: o cromito de mangan\u00eas dopado com zinco. Nanopart\u00edculas desse material, descrito pela f\u00f3rmula Mn0.5Zn0.5Cr2O4 [na qual o mangan\u00eas (Mn) e o zinco (Zn) comp\u00f5em o c\u00e1tion bivalente A], foram sintetizadas em laborat\u00f3rio e calculadas por meio da Teoria do Funcional de Densidade (Density Functional Theory\u00a0<\/em>ou DFT<\/a><\/strong>)\u00a0\u2013 um m\u00e9todo derivado da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica usado em f\u00edsica dos s\u00f3lidos e em qu\u00edmica para resolver estruturas cristalinas complexas.<\/p>\n

Diversas t\u00e9cnicas de an\u00e1lise \u2013 difra\u00e7\u00e3o de raios X, difra\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons, espectroscopia de raios X e espectroscopia Raman \u2013 permitiram determinar as propriedades estrutural, eletr\u00f4nica, vibracional e magn\u00e9tica do material. Artigo a respeito foi publicado pelo grupo no\u00a0Journal of Magnetism and Magnetic Materials<\/em>: \u201cStructural, electronic, vibrational and magnetic properties of Zn2+ substituted MnCr2O4 nanoparticles<\/a><\/strong>\u201d.<\/p>\n

O estudo teve a participa\u00e7\u00e3o de pesquisadores do\u00a0Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais<\/a><\/strong>\u00a0(CDMF<\/a><\/strong>), um dos Centros de Pesquisa, Inova\u00e7\u00e3o e Difus\u00e3o (CEPIDs<\/a><\/strong>)\u00a0apoiados pela FAPESP.<\/p>\n

O \u00f3xido de mangan\u00eas e cr\u00f4mio dopado com zinco apresenta uma transi\u00e7\u00e3o de fase magn\u00e9tica quando resfriado \u00e0 temperatura de 19 kelvin (-254,15 Celsius), passando de paramagn\u00e9tico a antiferromagn\u00e9tico.<\/p>\n

Vale lembrar que materiais paramagn\u00e9ticos s\u00e3o aqueles afetados por um campo magn\u00e9tico externo. Isso ocorre porque seus \u00e1tomos ou mol\u00e9culas apresentam um el\u00e9tron com spin desemparelhado. J\u00e1 um \u00edm\u00e3, isto \u00e9, um material magn\u00e9tico propriamente dito, possui v\u00e1rios el\u00e9trons desemparelhados e organizados. \u00c9 o efeito cumulativo desses el\u00e9trons que produz a atra\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica. Nos materiais antimagn\u00e9ticos ou antiferromagn\u00e9ticos, os spins de todos os el\u00e9trons apresentam-se emparelhados: para cada el\u00e9tron com spin para cima existe, em correspond\u00eancia, um el\u00e9tron com spin para baixo. Por isso, eles n\u00e3o respondem de forma percept\u00edvel \u00e0 presen\u00e7a de campos magn\u00e9ticos externos moderados.<\/p>\n

\u201cO interesse por esse material se deve \u00e0s suas propriedades magn\u00e9ticas\u201d, disse \u00e0\u00a0Ag\u00eancia FAPESP<\/strong>\u00a0o qu\u00edmico\u00a0Elson Longo<\/a><\/strong>, professor em\u00e9rito do Departamento de Qu\u00edmica da Universidade Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar) e diretor do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF). Ele foi um dos signat\u00e1rios do artigo em pauta.<\/p>\n

\u201cOs estudos convencionais consideram as propriedades magn\u00e9ticas de forma gen\u00e9rica, a partir do sistema como um todo. Mas n\u00f3s desenvolvemos um m\u00e9todo qu\u00e2ntico que permite determinar as propriedades magn\u00e9ticas a partir das morfologias das superf\u00edcies da estrutura cristalina dos materiais. Desse modo, antes mesmo de sintetizar um material, conseguimos prever teoricamente suas propriedades magn\u00e9ticas. No caso espec\u00edfico, sab\u00edamos que o zinco promoveria o aumento da superf\u00edcie com propriedades magn\u00e9ticas \u2013 o que de fato ocorreu\u201d, informou o pesquisador.<\/p>\n

Segundo Longo, para ser bem compreendido, um cristal deve ser considerado em tr\u00eas escalas diferentes. \u201cNa longa dist\u00e2ncia, temos o cristal inteiro. Na curta dist\u00e2ncia, temos o menor cluster de \u00e1tomos poss\u00edvel. Na m\u00e9dia dist\u00e2ncia, temos a intera\u00e7\u00e3o entre dois ou mais clusters. Se o cluster estiver perfeitamente ordenado, ele n\u00e3o apresentar\u00e1 comportamento paramagn\u00e9tico e muito menos magn\u00e9tico. Porque, para cada el\u00e9tron com spin para cima, haver\u00e1, em contrapartida, um el\u00e9tron com spin para baixo. Mas, se for feita alguma altera\u00e7\u00e3o \u2013 por exemplo, se forem modificados os \u00e2ngulos das liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas \u2013, podem surgir el\u00e9trons desemparelhados. E o material se tornar\u00e1 paramagn\u00e9tico ou at\u00e9 mesmo magn\u00e9tico\u201d, disse.<\/p>\n

Essa perturba\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m pode ocorrer devido a intera\u00e7\u00f5es de m\u00e9dia dist\u00e2ncia. Portanto, o magnetismo tem a possibilidade de ser produzido tanto devido a altera\u00e7\u00f5es na curta ou na m\u00e9dia dist\u00e2ncia. Ent\u00e3o, o mesmo material pode apresentar propriedades diferentes, dependendo da varia\u00e7\u00e3o de certos par\u00e2metros. E isso tem a ver com a maneira como o material \u00e9 sintetizado.<\/p>\n

\u201cO CDMF tem concentrado estudos para identificar materiais muito baratos com propriedades bactericidas e fungicidas. Uma das aplica\u00e7\u00f5es seria a produ\u00e7\u00e3o de embalagens para a melhor conserva\u00e7\u00e3o de alimentos. Outra frente \u00e9 identificar materiais anticancer\u00edgenos inorg\u00e2nicos. Uma terceira linha de pesquisa \u00e9 encontrar materiais fotodegradadores, isto \u00e9, capazes de degradar mol\u00e9culas org\u00e2nicas, transformando-as em g\u00e1s carb\u00f4nico e \u00e1gua. Esses materiais poderiam ser utilizados para purificar os rios contaminados por poluentes\u201d, afirmou Longo.<\/p>\n

O artigo\u00a0Structural, electronic, vibrational and magnetic properties of Zn2+<\/sup>\u00a0substituted MnCr2<\/sub>O4<\/sub>\u00a0nanoparticles<\/em>\u00a0pode ser acessado em:\u00a0www.sciencedirect.com\/science\/article\/abs\/pii\/S0304885319337928<\/a><\/strong>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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