p Uma folha de nanofibra de óxido de titânio foi desenvolvida por um grupo de pesquisa financiado pela FAPESP por meio de eletrofiação e deposição de camada atômica (imagem de microscópio de força atômica de filme fino de TiO2 de aproximadamente 100 nanômetros). Crédito:FAPESP
p Óxido de titânio (TiO
2 ) as nanofibras podem ter várias aplicações, como em catalisadores e filtros. Quando TiO
2 é excitado pela luz ultravioleta, ele degrada a matéria orgânica. Portanto, TiO
2 pode ser aplicado para filtrar águas residuais para reutilização, por exemplo. p Um novo método de fabricação dessas fibras foi desenvolvido no Brasil por Rodrigo Savio Pessoa e Bruno Manzolli Rodrigues, pesquisadores do Laboratório de Plasma e Processos do Instituto de Tecnologia Aeronáutica (LPP-ITA) e do Instituto de Ciência e Tecnologia da Universidade Brasil (ICT-UB), como parte de um projeto apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP. Um artigo sobre o assunto foi publicado em
Materiais Hoje:Procedimentos .
p “A técnica que usamos é chamada de deposição de camada atômica. Ela promove o crescimento do material camada por camada, ou mesmo molécula por molécula, "Pessoa contou.
p No estudo, TiO
2 foi depositado em nanofibras de PBAT (poli (adipato-co-tereftalato de butileno)), um biopolímero que se degrada rapidamente na natureza, ao contrário do PET (tereftalato de polietileno), que permanece intacta por décadas.
p O primeiro passo foi produzir uma membrana de nanofibras PBAT, que foi feito por eletrofiação, uma técnica semelhante à usada para fazer algodão doce, mas envolvendo um procedimento eletrostático.
p "Uma solução PBAT foi submetida a eletrofiação para produzir nanofibras ultrafinas com apenas algumas centenas de nanômetros de espessura. Essas fibras formaram a folha usada como substrato, "Pessoa disse.
p A próxima etapa foi revestir cada fibra com TiO
2 . "A deposição de camada atômica usa precursores do material de interesse produzido a partir de gás ou líquido que é rapidamente evaporado por baixa pressão. Neste caso, usamos tetracloreto de titânio (TiCl
4 ) e água (H
2 O) como precursores. Isso foi feito em uma câmara de vácuo aquecida a 100 ° C e 150 ° C, " ele explicou.
p O TiCl
4 foi lançado em pulsos sucessivos de 0,25 segundos. Quando liberado no vácuo, TiCl
4 evapora rapidamente e reage com a superfície das fibras, ligação a radicais hidroxila (OH-) e radicais de oxigênio (O
2 - ) presente no material.
p Como o TiCI4 não reage consigo mesmo, o pulso inicial preencheu apenas uma camada, que foi então oxidado com vapor. Hidrogênio ligado ao cloro e oxigênio ligado ao titânio, formando a primeira monocamada de TiO
2 .
p Este procedimento foi repetido aproximadamente 1, 000 vezes, construindo o TiO
2 estrutura camada por camada. Para remover o substrato PBAT e liberar o TiO
2 nanotubos, o material foi aquecido a 900 ° C de maneira controlada. O resultado foi uma folha de TiO
2 nanotubos com espessura de aproximadamente 100 nanômetros.
p "A técnica de deposição é baseada em reações de superfície e, portanto, resulta em um revestimento uniforme, cobrindo as fibras uma por uma. É relativamente simples, mas requer automação para que a quantidade de material e o tempo de dispersão sejam rigorosamente controlados, "Pessoa disse.
p Como um material para filtração, a folha de TiO
2 os nanotubos combinam a virtude mecânica de bloquear partículas maiores do que um tamanho específico com a virtude bioquímica de gerar radicais que degradam facilmente a matéria orgânica quando irradiados com luz ultravioleta. Como a folha é feita de nanofibras, tem uma grande área de superfície, o que aumenta consideravelmente a taxa de reação.
