Produção de nanoestruturas de gipsita por esfoliação em meio líquido

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Data

2024-09-30
Autor(es)

Orientado(es)
Doutora Elisângela Silva Pinto

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Abstract

This thesis addresses the production and characterization of nanomaterials made from gypsum (CaSO_4.2H_2O) using the liquid-phase exfoliation method. Nanoscience and nanotechnology have revolutionized science and technology by enabling the manipulation of materials at the nanoscale, providing unique properties and innovative applications. This work is motivated by the search for alternatives to graphene and its derivatives, such as graphene oxide, for technological applications, considering the cost and abundance of the materials. Gypsum is a mineral with peculiar properties, including ease of dehydration and rehydration, making it valuable in the construction, medical, and agricultural industries. However, its potential as a nanomaterial has not been widely explored. The liquid-phase exfoliation method is chosen for producing gypsum nanomaterials due to its versatility, scalability, and effectiveness across various materials. The objectives of this work include optimizing the liquid-phase exfoliation routes, characterizing the gypsum nanostructures obtained through scanning probe microscopy, and performing statistical analysis of the dimensions of the nanomaterials produced under different exfoliation conditions. Characterization techniques include scanning probe microscopy, focusing on atomic force microscopy, and X-ray diffraction. X-ray diffraction is employed to characterize the samples and confirm the presence of gypsum. By producing and characterizing gypsum nanomaterials, this study will contribute to scientific and technological advancement, offering valuable alternatives to currently used materials. Furthermore, the research may also provide economic benefits for regions where gypsum is extracted.


Resumo

Este Trabalho de Conclusão de Curso aborda a produção e caracterização de nanomateriais de gipsita (CaSO_4.2H_2O) utilizando o método de esfoliação em fase líquida. A nanociência e a nanotecnologia têm revolucionado a ciência e a tecnologia, permitindo manipular materiais na escala nanométrica, oferecendo propriedades únicas e aplicações inovadoras. Este trabalho é motivado pela busca por alternativas aos nanomateriais de grafeno e seus derivados, como o óxido de grafeno, para aplicações tecnológicas, considerando o custo e a abundância dos materiais. A gipsita é um mineral que possui propriedades peculiares, incluindo a facilidade de desidratação e reidratação, o que a torna valiosa nas indústrias da construção civil, medicina e agricultura. No entanto, seu potencial como nanomaterial ainda não foi amplamente explorado. O método de esfoliação em fase líquida é escolhido para a produção de nanomateriais de gipsita, pois é versátil, escalável e eficaz em uma variedade de materiais. Os objetivos deste trabalho incluem a otimização das rotas de esfoliação em fase líquida, a caracterização das nanoestruturas de gipsita obtidas por microscopia de varredura por sonda, e a análise estatística das dimensões dos nanomateriais produzidos em diferentes condições de esfoliação. As técnicas de caracterização incluem microscopia de varredura por sonda, com foco na microscopia de força atômica, e difração de raios-X. A difração de raios-X é empregada para caracterizar as amostras e confirmar a presença de gipsita. Ao produzir e caracterizar nanomateriais de gipsita, o estudo contribuirá para o avanço científico e tecnológico, oferecendo alternativas valiosas aos materiais atualmente utilizados. Além disso, a pesquisa também pode trazer benefícios econômicos para regiões onde a gipsita é extraída.

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https://hdl.handle.net/20.500.14387/1866

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