Crédito:Asociación RUVID
Uma equipe de pesquisa multidisciplinar da Universitat Jaume I (UJI) em colaboração com o Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) do Brasil mostrou pela primeira vez a síntese eficiente de tungstato de bismuto (Bi 2 OS 6 ) por meio de um método hidrotérmico assistido por micro-ondas e sua subsequente irradiação a laser de femtosegundo, que é responsável pela cristalização total de Bi 2 OS 6 .
O tungstato de bismuto é um semicondutor importante com diferentes morfologias, que permite diferentes aplicações tecnológicas. O objetivo da pesquisa foi obter um Bi cristalino 2 OS 6 com uma morfologia muito definida e com propriedades adequadas, para ser utilizado como fotocatalisador na degradação de compostos nocivos à saúde.
O trabalho foi executado por Juan Andrés, chefe do Laboratório de Química Teórica e Computacional; Gladys Mínguez-Vega e C. Doñate-Buendía do Instituto de Novas Tecnologias de Imagem (INIT) da UJI, Professor Elson Longo, diretor do CDMF, e Ivo M. Pinatti e Amanda F. Gouveia do mesmo centro. Foi publicado na revista Relatórios Científicos , intitulado "Organização estrutural induzida por irradiação de laser de femtosegundo e cristalinidade de Bi 2 OS 6 . "
A investigação que deu origem a esta publicação foi realizada durante uma estada do Dr. Ivo Pinatti do CDMF no Laboratório de Química Teórica e Computacional da UJI. Diferentes técnicas de caracterização experimental foram utilizadas para elucidar, no nível atômico, a ordem estrutural e eletrônica em suma, média e longa distância deste semicondutor. Esses resultados coincidiram com as previsões derivadas de cálculos mecânico-quânticos, usando métodos e técnicas de química teórica e computacional. Por outro lado, os resultados teóricos permitiram desenhar e direcionar a síntese para a obtenção de Bi 2 OS 6 com uma morfologia específica e com propriedades adequadas para serem posteriormente utilizados numa aplicação tecnológica ou industrial.
Controlar a organização estrutural e a cristalinidade dos semicondutores é a chave para melhorar seu desempenho em aplicações tecnológicas. O método hidrotérmico, assistido por microondas, é o procedimento mais rápido e barato para poder manusear e obter materiais com diferentes morfologias. Além disso, é um método de síntese verde, respeitosos com o meio ambiente e muito eficientes no desenvolvimento de novos materiais e na otimização de suas propriedades. A pesquisa mostra que, apesar de o material sintetizado ser puro, sem contaminantes ou fases indesejadas, tinha pouca cristalinidade. A irradiação subsequente do material com o laser de femtossegundo permitiu a cristalização completa desse semicondutor.
O presente trabalho é mais um exemplo da originalidade dos projetos de I + D + i desenvolvidos a partir do Laboratório de Química Teórica e Computacional da UJI, que se baseia na combinação de teoria e simulação com experimentação. Esta estratégia tem permitido encontrar e projetar relações estrutura-atividade e obter propriedades físicas e químicas de materiais inovadores para aplicações tecnológicas específicas. Nesse caso, o potencial de Bi sintetizado 2 OS 6 como um catalisador para a obtenção de hidrogênio, para a degradação de corantes ou drogas, e como bactericida, agente fungicida e antiviral está sendo estudado.
Por mais de quinze anos, e graças à colaboração entre o Laboratório de Química Teórica e Computacional da UJI e o CDMF no Brasil, tem sido possível sintetizar nanomateriais que são usados como catalisadores avançados e agentes biológicos, bem como desenvolver e otimizar processos de fabricação.
Por outro lado, novos materiais foram obtidos e suas propriedades moduladas para aplicações tecnológicas, como sensores de gás, fotocatalisadores, e materiais contendo nanopartículas de prata, sintetizado por irradiação de elétron ou laser, com propriedades bactericidas e antifúngicas muito poderosas. Além disso, Foram obtidas 14 patentes e criadas diferentes empresas de base tecnológica (spin-offs e start-ups).
A consolidação deste perfil multi e interdisciplinar, juntamente com a qualidade dos resultados obtidos na vanguarda do conhecimento, é um passo em frente na ciência básica e orientada, e conseguiu posicionar o Laboratório de Química Teórica e Computacional da UJI como referência internacional no desenvolvimento e implementação de novas tecnologias em materiais avançados e nanotecnologia. Seu diretor, Professor Juan Andrés, estabeleceu um novo campo de P &D &i em um vasto quadro de ação em que a química, física, mecânica quântica, materiais e ciências de superfície, a catálise e a nanotecnologia convergem.
