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    Químicos desenvolvem um novo método para a síntese de nanopartículas poliméricas de um determinado tamanho

    RUDN Chemist desenvolveu um novo método para a síntese de nanopartículas poliméricas de um determinado tamanho. Crédito:Allen Dressen

    Um químico da RUDN criou a tecnologia para a síntese de nanoesferas de polímero para uso na produção de dispositivos eletroquímicos. O método não requer nenhum surfactante e produz nanopartículas de um tamanho predeterminado. Os resultados do estudo foram publicados em Química de Polímero .

    As nanopartículas utilizadas para aplicações industriais devem ser as mesmas em forma e tamanho, independentemente do material de que são feitos. Esse é um desafio difícil de ser alcançado tanto no laboratório quanto na produção industrial. Em alguns casos, nanopartículas com até mesmo algumas dezenas de nanômetros de diferença de tamanho não realizam as funções necessárias. Rafael Luke, da RUDN University, junto com colegas da China e do Paquistão, propôs um método simplificado para a criação de nanoesferas de polímero de tamanho controlado.

    A nova tecnologia é baseada no processo sol-gel de síntese de polímeros. Os cientistas misturam uma série de monômeros e iniciam reações de hidrólise e policondensação. Esses processos levam à formação de um sol - uma solução das minúsculas partículas, incluindo partículas nanométricas de uma substância sólida ou bolhas de gás. Após processamento posterior, o sol se concentra no estado de um gel homogêneo ou exala as nanopartículas individuais (por exemplo, por centrifugação). A fim de tornar as partículas resultantes homogêneas, é necessário aplicar surfactantes ao sol ou usar uma matriz.

    Os pesquisadores obtiveram nanopartículas sintetizando compostos de polibenzoxazina, um grupo de polímeros que podem ser produzidos a partir de vários monômeros sob condições bastante suaves. Ao contrário da maioria dos pesquisadores anteriores, os químicos da RUDN conseguiram sintetizar polibenzoxazina na forma de nanopartículas sem o uso de quaisquer matrizes ou surfactantes. Os químicos encontraram concentrações específicas dos monômeros (floroglucina, para-fenilenodiamina, e formaldeído) dissolvido em água e etanol que, em combinação com aquecimento moderado (até 75 ° C), levou à formação de nanoesferas de tamanho uniforme. Os autores sugerem que o efeito é alcançado devido ao uso de para-fenilenodiamina. Ele participa da reação e atua como um catalisador. Pesquisadores e fabricantes podem definir o tamanho desejado de nanopartículas, variando a concentração dos monômeros iniciais e a proporção em soluções de água e etanol. Essa é uma vantagem adicional do novo método. No experimento, os pesquisadores da seção conseguiram produzir nanoesferas com um diâmetro de 105, 157 e 186 nm.

    Nanopartículas deste tipo podem ser usadas em eletroquímica. Os pesquisadores da RUDN carbonizaram as nanoesferas poliméricas em uma atmosfera de nitrogênio a 800 ° C e obtiveram nanoesferas de carbono contendo nitrogênio, que manteve o mesmo tamanho e forma. Essas nanopartículas foram usadas para criar eletrodos. As nanoesferas de carbono demonstraram alta capacidade elétrica. No futuro, eles podem ser usados ​​para criar supercapacitores e fontes de corrente química.

    “A abordagem tradicional para a síntese de tais polímeros requer o uso de surfactantes ou matrizes. Eles controlam diretamente o tamanho das partículas e constroem a estrutura do material, "explica Rafael Luka, diretor do Projeto Molecular e Síntese de Compostos Inovadores para Medicina. “Nossa abordagem permite parar de usá-los. Já testamos uma das possíveis aplicações das nanopartículas obtidas. Nanoesferas de carbono contendo nitrogênio sem ativação adicional foram utilizadas como supercapacitor e demonstraram o potencial de serem utilizadas no campo da conversão de energia e armazenar."


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