LINDEN - Laboratório Interdisciplinar para o Desenvolvimento de Nanoestruturas

1) Síntese de partículas nanométricas 

Em escala nanométrica (10 -100)nm os materiais, invariavelmente, apresentam comportamento muito distinto de suas conhecidas propriedades físicas e químicas em escalas maiores, principalmente no que tange à sua reatividade química, resistência mecânica e comportamento sob ação da luz. Graças ao aumento da superfície de contato enormemente aumentada das nanopartículas em comparação às usuais dimensões micrométricas, o uso de substâncias a esses tamanhos vem proporcionando avanços na área de catálise química e na montagem de estruturas maiores utilizando nanomateriais como alicerces básicos. A síntese desses materiais nanométricos pode ser dividida em duas abordagens: top-down (de cima para baixo), partindo de partículas maiores até nanopartículas, ou bottom-up (de baixo para cima), a partir de átomos até estruturas mais complexas. Em ambos os casos, os processos podem ser desenvolvidos em meio líquido, gasoso ou sólido. Nas linhas de pesquisa vinculadas ao LINDEN/UFSC são explorados métodos alternativos de síntese, em particular por via química (bottom-up). Técnicas de revestimento ou modificação superficial, como plasma e spray pirólise são também empregados para a produção de camadas nano ou micrométricas do material de interesse sobre substratos variados.  

2) Processamento de materiais particulados 
O desenvolvimento de novos materiais envolve o controle de tamanho e da morfologia das partículas de um material, buscando-se uma determinada propriedade. A morfologia das partículas pode, assim como o efeito de redução de tamanho, gerar materiais com propriedades melhores ou diferentes daquelas, que se conhecia de materiais com morfologias usuais. Assim, projetar e sintetizar um material formado por partículas com a forma e tamanho controlado pode ser tão importante quanto selecionar sua estrutura e composição. O controle de tamanho e a modificação da morfologia são possíveis através da manipulação de fatores cinéticos que controlam a dinâmica de aproximação no equilíbrio termodinâmico do sistema no processo de crescimento da nanopartícula. Dessa forma, o maior desafio na ciência e tecnologia de nanomateriais é manter o controle do tamanho e da forma das nanopartículas, geralmente na forma de nanocristais, e que está diretamente ligado aos métodos de processamento. O processamento parte de matérias-primas nano ou microparticuladas, que são consolidadas em um componente volumétrico ou utilizadas para revestir um substrato usando uma variedade de técnicas. Nas unidades associados ao LINDEN/UFSC, a pesquisa fundamental em laboratório é combinada com a experiência de processamento para desenvolver novos materiais e processos, além de melhorar os processos existentes com transferência de conhecimento para aplicações industriais. 

3) Caracterização nano e microestrutural 
O aspecto fundamental da nanotecnologia reside no fato de que as propriedades mudam dramaticamente quando o tamanho dos materiais é reduzido à escala nanométrica. No entanto, a medição de propriedades em nanoescala é uma tarefa desafiadora. Técnicas especializadas foram desenvolvidas para diferentes características. Algumas técnicas focam somente nas imagens e oferecem diferentes resoluções, enquanto outros medem as concentrações de átomos em massa e oferecem diferentes sensibilidades de detecção. Técnicas alternativas também acessam diferentes profundidades da amostra em estudo. As unidades associadas ao LINDEN/UFSC podem oferecer uma gama de técnicas de caracterização que cobrem nano e microestruturas, bem como medição de propriedades de materiais densos. Tais infraestruturas incluem microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia de força atômica (MFA), análise de raios-X por dispersão de energia (EDX), difração a laser, difratometria de raios-X (DRX) e espectroscopia Raman. Diferentes técnicas para a medição de tamanho da partícula e sua distribuição (DTP) podem ser usadas para partículas na nano e microescala estão também disponíveis, como difração a laser. Em particular, na unidade LINDEN-metro, as análises de DTP na faixa nanométrica seguem os preceitos da Norma ISO 17025, pela técnica de difusão dinâmica da luz (DLS)