Nenhuma / Os nanotubos de carbono são estruturas cilíndricas formadas apenas por átomos de carbono arranjados em uma rede hexagonal, com diâmetros que podem chegar ao limite mínimo de 0,4 nm e cujo comprimento é ilimitado. Além da dimensão nanométrica e alta razão de aspecto, os nanotubos de carbono apresentam uma dualidade inédita em comportamento eletrônico (podem ser metálicos ou semicondutores), são ótimos condutores térmicos (um nanotubo de carbono isolado apresenta a maior condutividade térmica já observada para um material (1750-5800 W/mK)) e elétricos (densidade de corrente 1000 vezes maior que em metais como prata e cobre) e apresentam propriedades mecânicas excepcionais (resistência à tração ~ 30 vezes maior que a da fibra de
carbono e módulo elástico de ~ 1 TPa). Sendo assim, desde a sua descoberta em 1991, estudos envolvendo nanotubos de carbono têm atraído cada vez mais a atenção da comunidade científica e do setor produtivo, com vistas em aplicações importantes principalmente nas áreas de eletrônica
molecular, compósitos, geração e estocagem de energia e biomédicas. Os nanotubos de carbono como sintetizados apresentam-se sempre em meio a impurezas, agregados em feixes, os quais contêm tubos de diferentes diâmetros, comprimentos, simetrias e comportamento eletrônico, além
de serem insolúveis. Um conhecimento íntimo da química da superfície dos nanotubos, sua reatividade e seletividade, tem sido portanto fortemente requerido e explorado, no sentido de
favorecer a seleção dos nanotubos por tipos, o estudo fundamental de um tubo individual e a sua integração com diferentes meios (orgânico, inorgânico e biológico).
Neste trabalho, uma das primeiras dissertações do Laboratório de Química de Nanoestruturas do CDTN/CNEN, tem-se como objetivo a obtenção de derivados quimicamente modificados que possam demonstrar ganhos em seletividade, cessibilidade e desempenho dos nanotubos de carbono, possibilitando assim sua manipulação e utilização em diversas aplicações. São relatadas aqui as experiências de obtenção de derivados funcionalizados com grupos oxigenados (-COOH), que foram, por sua vez, transformados em derivados hidrogenados (-H), amida (-CONHR), amina (- CH2NHR), tioésteres (-COSR) e tioéteres (-CH2SR), onde R = C18H37. De nosso conhecimento, os procedimentos aqui desenvolvidos para a obtenção do primeiro e dos três últimos derivados são
inéditos na literatura. A escolha de tais derivados foi motivada pela possibilidade de sua utilização posterior em estudos de separação dos nanotubos por quiralidade e de ancoramento de, por exemplo, nanopartículas, sítios catalíticos e entidades biológicas. As técnicas de microscopia eletrônica de arredura, microanálise por espectrometria de energia dispersiva e termogravimetria foram utilizadas para a caracterização da morfologia e determinação quali- e quantitativa da composição e pureza de cada amostra. A análise termogravimétrica permitiu ainda a determinação
do grau de funcionalização dos derivados contendo cadeias alquílicas longas e a caracterização das possíveis interações desses grupos com os nanotubos. Por espectroscopia Raman, foi caracterizada a qualidade estrutural dos nanotubos de carbono antes e após a etapa de purificação. Já as
espectroscopias na região do infravermelho e de fotoelétrons excitados por raios X e análise titulométrica foram ferramentas poderosas na caracterização também quali- e quantitativa dos grupos funcionais adicionados aos nanotubos em cada etapa dos procedimentos de modificação
química dos mesmos. Amostras de nanotubos com teor de pureza acima de 80% em massa foram obtidas. As funcionalizações ocorreram com sucesso e interações fortes entre os grupos funcionais e os nanotubos foram caracterizadas. No caso dos derivados contendo nitrogênio e enxofre, no entanto, a natureza da ligação, se covalente ou iônica, não foi evidenciada. Além disso, a presença
de grupos adsorvidos sobre a superfície dos tubos também foi verificada. Os grupos -CONHR, - CH2NHR, -COSR e -CH2SR (R = C18H37) parecem se organizar de forma micelar ao redor dos
nanotubos. A mudança da natureza química da superfície dos novos derivados foi caracterizada por testes de dispersabilidade em diversos solventes em uma faixa ampla de polaridade.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.cdtn.br:36 |
| Date | 30 August 2007 |
| Creators | Daniel Andrada Maria |
| Contributors | Clascídia Aparecida Furtado, Henriete da Silva Vieira, Adelina Pinheiro Santos, Roberto Luiz Moreira, Paola Corio |
| Publisher | CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, CTMA - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, CDTN, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do CDTN, instname:Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, instacron:CDTN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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