Surfatantes fotorreativos para síntese de nanoparticulas

Abstract

Uma nova classe de surfatantes, chamados fotorreativos (PRS) é apresentada aqui. Estes são anfifilos que podem atuar como precursores em reações fotoquímicas para a síntese de nanopartículas metálicas e de óxidos. Nesta tese foram estudados os seguintes PRSs: 2- etilhexanoato de cobalto (II), Co(EH)2; 2-etilhexanoato de bismuto (III), Bi(EH)3; 2- etilhexanoato de ferro (III), Fe(EH)3 e o 2-etilhexanoato de Manganês (II), Mn(EH)2. As micelas invertidas destes PRSs foram estudadas por viscosidade e espalhamento de nêutrons a baixo ângulo, SANS. Foi verificado que, quando dispersos em hidrocarbonetos como o heptano, estes PRSs formam agregados pequenos com números de agregação entre 3 e 7. Da mesma forma, micelas invertidas mistas de PRS e aerosol-OT (AOT) foram estudadas por viscosimetria, condutividade e SANS. A adição do PRS no sistema misto em heptano não levou a consideráveis mudanças na estrutura micelar, mas em ciclohexano há um aumento na curvatura das micelas, fato atribuído à baixa penetração das moléculas do solvente no filme interfacial e ao efeito de blindagem das repulsões eletrostáticas entre os grupos polares. O efeito da quantidade de PRS em relação a AOT foi estudado por SANS, e observou-se que o aumento da curvatura está diretamente ligada à valência do contra-íon do PRS. Nestes sistemas, a excitação da banda de transferência de carga metal-ligante, LMCT, leva a uma transferência de elétrons do PRS para seu respectivo contra-íon, promovendo a geração de nanopartículas metálicas e de óxidos metálicos nas micelas invertidas. Neste trabalho, é apresentada a prova do conceito do uso de PRS como precursor na síntese fotoquímica de nanopartículas inorgânicas aproximadamente monodispersas. Foram obtidas nanopartículas de Co3O4 e Bi em altas concentrações (10-2 M) pela irradiação das micelas invertidas com luz UV sem a presença de agentes redox ou outras moléculas. O método também se mostrou eficaz para a síntese de óxido de ferro, óxido de cério e óxido de manganês. Estes resultados demonstram que estes sistemas são uma nova abordagem na síntese de nanomateriais em sistemas auto-ordenados fotossensíveis, representando uma rota limpa, direta e simples para síntese de materiais.