{"id":144872,"date":"2018-06-26T21:30:11","date_gmt":"2018-06-27T00:30:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/?p=144872"},"modified":"2018-06-26T21:30:11","modified_gmt":"2018-06-27T00:30:11","slug":"novo-material-pode-revolucionar-geracao-de-energia-solar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/2018\/novo-material-pode-revolucionar-geracao-de-energia-solar\/144872","title":{"rendered":"Novo material pode revolucionar gera\u00e7\u00e3o de energia solar"},"content":{"rendered":"

Elton Alisson\u00a0 |\u00a0 Ag\u00eancia FAPESP\u00a0\u2013 Ap\u00f3s o isolamento do grafeno, em 2004, iniciou-se uma corrida para se conseguir sintetizar novos materiais bidimensionais \u2013 como s\u00e3o chamados materiais com espessura de um \u00e1tomo at\u00e9 alguns poucos nan\u00f4metros (da bilion\u00e9sima parte do metro). Tais materiais possuem propriedades \u00fanicas ligadas \u00e0 sua dimensionalidade e podem ser protagonistas do desenvolvimento da nanotecnologia<\/em><\/strong> e da nanoengenharia.<\/p>\n

Um grupo internacional, com a participa\u00e7\u00e3o de pesquisadores vinculados \u00e0 Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), conseguiu dar origem a um novo material com essas caracter\u00edsticas.<\/p>\n

Os cientistas conseguiram extrair de um min\u00e9rio de ferro comum, como os explorados por muitas mineradoras no Brasil, um material chamado hemateno, que tem tr\u00eas \u00e1tomos de espessura e propriedades fotocatal\u00edticas incomuns.<\/p>\n

O novo material foi descrito em um artigo publicado na revista\u00a0. A pesquisa foi feita no\u00a0(CECC) \u2013 um dos Centros de Pesquisa, Inova\u00e7\u00e3o e Difus\u00e3o () apoiados pela FAPESP \u2013 e em um est\u00e1gio de pesquisa no exterior, realizado tamb\u00e9m com\u00a0.<\/p>\n

\u201cO material que sintetizamos pode atuar como fotocatalisador \u2013 para dividir a \u00e1gua em hidrog\u00eanio e oxig\u00eanio \u2013 e permitir a gera\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica a partir de hidrog\u00eanio, por exemplo, al\u00e9m de ter diversas outras aplica\u00e7\u00f5es\u201d, disse Douglas Soares Galv\u00e3o, pesquisador do CECC e um dos autores do estudo, \u00e0\u00a0Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

O novo material foi extra\u00eddo da hematita \u2013 mineral que \u00e9 a principal fonte de ferro e o mais comum, barato e importante dos metais, usado em v\u00e1rios produtos, principalmente ao ser transformado em a\u00e7o.<\/p>\n

Ao contr\u00e1rio do carbono e de sua forma bidimensional (grafeno), a hematita \u00e9 um material n\u00e3o van der Waals, como se chamam aqueles mantidos unidos por redes de liga\u00e7\u00f5es tridimensionais, em vez de intera\u00e7\u00f5es at\u00f4micas n\u00e3o covalentes \u2013 em que n\u00e3o h\u00e1 compartilhamento de um ou mais pares de el\u00e9trons entre os \u00e1tomos participantes na liga\u00e7\u00e3o \u2013 e, comparativamente, mais fracas do que as dos materiais van der Waals.<\/p>\n

Por ser um mineral que ocorre naturalmente, ser um material n\u00e3o van der Waals e ter cristais grandes e altamente orientados, os pesquisadores levantaram a hip\u00f3tese de que a hematita poderia atuar como um excelente precursor para obten\u00e7\u00e3o de um novo material bidimensional n\u00e3o van der Waals.<\/p>\n

\u201cA maioria dos materiais bidimensionais sintetizados at\u00e9 hoje foi derivada de amostras de s\u00f3lidos de van der Waals. Materiais bidimensionais n\u00e3o van der Waals, com camadas at\u00f4micas altamente ordenadas e gr\u00e3os grandes, ainda s\u00e3o raros\u201d, disse Galv\u00e3o.<\/p>\n

A fim de obter a partir da hematita um material com tais caracter\u00edsticas \u2013 o hemateno \u2013, os pesquisadores utilizaram a t\u00e9cnica de esfolia\u00e7\u00e3o l\u00edquida em um solvente org\u00e2nico, a N-dimetilformamida (DMF). Por meio de microscopia eletr\u00f4nica de transmiss\u00e3o, eles conseguiram confirmar a esfolia\u00e7\u00e3o e a forma\u00e7\u00e3o do hemateno em folhas soltas de tr\u00eas \u00e1tomos de ferro e de oxig\u00eanio (monocamada) e em folhas soltas empilhadas aleatoriamente (bicamada).<\/p>\n

Com ensaios e c\u00e1lculos matem\u00e1ticos foram estudadas as propriedades magn\u00e9ticas do hemateno. Por meio desses c\u00e1lculos e testes, os pesquisadores descobriram que as propriedades magn\u00e9ticas do hemateno diferem daquelas da hematita.<\/p>\n

Enquanto a hematita \u00e9 tipicamente antiferromagn\u00e9tica \u2013 seus dipolos magn\u00e9ticos est\u00e3o dispostos antiparalelamente \u2013, os testes mostraram que o hemateno \u00e9 ferromagn\u00e9tico, como um \u00edm\u00e3 comum.<\/p>\n

\u201cNos ferromagnetos, os momentos magn\u00e9ticos dos \u00e1tomos apontam na mesma dire\u00e7\u00e3o. Nos antiferromagnetos, os momentos nos \u00e1tomos adjacentes se alternam\u201d, explicou Galv\u00e3o.<\/p>\n

Fotocatalisador eficiente<\/p>\n

Os pesquisadores tamb\u00e9m avaliaram as propriedades fotocatal\u00edticas \u2013 de aumentar a velocidade de uma fotorrea\u00e7\u00e3o pela a\u00e7\u00e3o de um catalisador \u2013 do hemateno. Os resultados das an\u00e1lises tamb\u00e9m demonstraram que a fotocat\u00e1lise do hemateno \u00e9 mais eficiente do que a da hematita, que j\u00e1 era conhecida por ter propriedades fotocatal\u00edticas, mas n\u00e3o suficientemente boas para serem \u00fateis.<\/p>\n

Para um material ser um eficiente fotocatalisador, ele deve absorver a parte vis\u00edvel da luz solar, por exemplo, gerar cargas el\u00e9tricas e transport\u00e1-las \u00e0 superf\u00edcie do material de modo a realizar a rea\u00e7\u00e3o desejada.<\/p>\n

A hematita, por exemplo, absorve a luz do sol da regi\u00e3o ultravioleta \u00e0 amarelo-alaranjada, mas as cargas produzidas s\u00e3o de vida muito curta. Como resultado, elas se extinguem antes de chegar \u00e0 superf\u00edcie.<\/p>\n

J\u00e1 a fotocat\u00e1lise do hemateno \u00e9 mais eficiente, uma vez que os f\u00f3tons geram cargas negativas e positivas dentro de poucos \u00e1tomos da superf\u00edcie, compararam os pesquisadores. E, ao emparelhar o novo material com matrizes de nanotubos de di\u00f3xido de tit\u00e2nio \u2013 que fornecem um caminho f\u00e1cil para os el\u00e9trons deixarem o hemateno \u2013, eles descobriram que poderiam permitir que mais luz vis\u00edvel fosse absorvida.<\/p>\n

\u201cO hemateno pode ser um eficiente fotocatalisador, especialmente para dividir a \u00e1gua em hidrog\u00eanio e oxig\u00eanio, mas tamb\u00e9m pode servir como um material magn\u00e9tico ultrafino para dispositivos baseados em spintr\u00f4nica [ou magnetoeletr\u00f4nica]\u201d, disse Galv\u00e3o.<\/p>\n

O grupo tem investigado outros materiais n\u00e3o van der Waals por seu potencial para dar origem a outros materiais bidimensionais com propriedades ex\u00f3ticas. \u201cH\u00e1 uma s\u00e9rie de outros \u00f3xidos de ferro e seus derivados que s\u00e3o candidatos a dar origem a novos materiais bidimensionais\u201d, disse Galv\u00e3o.<\/p>\n

O artigo\u00a0Exfoliation of a non-van der Waals material from iron ore hematite\u00a0(doi: 10.1038\/s41565-018-0134-y), de Pulickel M. Ajayan e outros, pode ser lido na revista\u00a0Nature Nanotechnology\u00a0em\u00a0.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Elton Alisson\u00a0 |\u00a0 Ag\u00eancia FAPESP\u00a0\u2013 Ap\u00f3s o isolamento do grafeno, em 2004, iniciou-se uma corrida para se conseguir sintetizar novos materiais bidimensionais \u2013 como s\u00e3o chamados materiais com espessura de um \u00e1tomo at\u00e9 alguns poucos nan\u00f4metros (da bilion\u00e9sima parte do metro). Tais materiais possuem propriedades \u00fanicas ligadas \u00e0 sua dimensionalidade e podem ser protagonistas do […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":26386,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[22,7],"tags":[],"class_list":{"0":"post-144872","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-brasil","8":"category-economia","9":"entry","10":"gs-1","11":"gs-odd","12":"gs-even","13":"gs-featured-content-entry"},"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/imagens\/previsao-tempo-clima-sol-temperatura.jpg","jetpack_sharing_enabled":true,"jetpack_likes_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/144872","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=144872"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/144872\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/media\/26386"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=144872"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=144872"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=144872"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}