Estudo do Processo de Formação de Ferritas pelo método Sol Gel Proteico.

Resumo: Os óxidos metálicos mistos especialmente espinélios com fórmula geral AB2O4 são materiais muito promissores para aplicações tecnológicas importantes. Ferritas do tipo espinélio são amplamente utilizadas em muitos dispositivos eletrônicos e magnéticos, devido à sua alta permeabilidade magnética e baixas perdas magnéticas(Zhang, Shen et al., 2007).
Recentemente, surgiram diversos estudos sobre o uso de gelatina (Medeiros, Silva et al., 2006; Menezes, Remédios et al., 2007; Yonezawa, Kamoshita et al., 2008) e água de coco (Macêdo e Santos, 2000; Santos, 2002; Oliveira e Macêdo, 2007) na produção de nanoparticulas metálicas, com certa ênfase naquelas contendo ferrita (Menezes, Remédios et al., 2007). Especula-se que as proteínas da água de coco e da gelatina permitem a criação de nanoparticulas etálicas em um sistema sol-gel (Menezes, Remédios et al., 2007).
O processo sol-gel consiste em uma metodologia de preparação de materiais, partindo-se originalmente de precursores moleculares, no qual uma rede de óxido é obtida via reações de polimerização inorgânica. Estas reações ocorrem em solução, e o termo sol-gel é utilizado para descrever a síntese de óxidos inorgânicos por métodos de via úmida.
O processo sol-gel por dispersões coloidais usando precursores orgânicos (Sol Gel Protéico – SGP) é uma variante desse processo. Por ser ainda um processo pouco conhecido existem poucos trabalhos nessa área e uma formalização teórica ainda não foi desenvolvida, mas o mesmo tem despertado a atenção de vários grupos de pesquisa além do nosso e resultados positivos têm sido obtidos na produção de diversas ferritas por este método (Albuquerque, Ardisson et al., 2004; Maia, 2005; Menezes, Remédios et al., 2007).
O grupo de pesquisa do LABMAT desenvolve trabalhos com a produção de ferritas usando água de coco ou pectina extraída da casca da maçã e laranja como precursores no método SGP seguido de tratamento térmico. A evolução dos nanocompósitos desde o estado amorfo até o policristalino tem sido estudada em função de tempo e temperatura de tratamento térmico utilizando espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourrier (FTIRS – Fourrier Transform Infrared Spectroscopy), difração de raios x e espectroscopia Mössbauer (Muniz, Pereira et al., 2010; Proveti, Gobi et al., 2010; Muniz, Pereira et al., 2011; Muniz, 2012; Porto, Proveti et al., 2012; Proveti, Porto et al., 2012; Muniz, Proveti et al., 2013).
As propriedades magnéticas de ferritas apresentam uma forte dependência com o tamanho de cristalito (Zhang, Shen et al., 2007). Em particular, amostras de NiFe2O4 exibem ferromagnetismo, superparamagnetismo ou paramagnetismo dependendo de sua microestrutura(Jacob e Khadar, 2010). Ferromagnetismo está associado com amostras policristalinas com um tamanho de grãos de 15 nm ou mais e superparamagnetismo com amostras de menor tamanho de grão (10 nm). Paramagnetismo é encontrado em amostras não cristalinas cuja estrutura detalhada pode ser tanto na forma de uma rede cristalina aniônica com desordem entre os sítios de cátions ou mais provavelmente na forma de um estado totalmente desordenado.
Da mesma forma que acontece com a ferrita de níquel as outras ferritas tipo espinélio também possuem propriedades dependentes do tamanho de grão cristalino e estequiometria do material. Assim, nos próximos anos pretendemos estudar a cristalização destes materiais e localizar estados intermediários dentro deste processo de cristalização que possam possuir propriedades interessantes e ainda não estudadas.

Data de início: 2014-04-29
Prazo (meses): 24

Participantes:

Papelordem decrescente Nome
Coordenador Eduardo Perini Muniz
Pesquisador Rodrigo Dias Pereira
Pesquisador José Rafael Cápua Proveti
Pesquisador Paulo Sergio da Silva Porto
Transparência Pública
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