Nanopartículas metálicas preparadas por sputtering em líquidos iônicos : efeito da superfície

Abstract

Atualmente, existem diversas maneiras para síntese e estabilização de colóides de nanopartículas metálicas. Líquidos iônicos apresentam propriedades eletrônicas e estéreas moduláveis, tornando estes, meios extremamente propícios para utilização como agentes estabilizantes. Na busca por sistemas alternativos aos que envolvem o uso de solventes orgânicos e grande geração de resíduos, a utilização da técnica de sputtering apresenta-se como uma boa alternativa. Diversos estudos vêm sendo desenvolvidos com o intuito de controlar o tamanho e a forma das nanopartículas obtidas nos mais diversos sistemas. A compreensão dos mecanismos envolvidos no crescimento de nanopartículas metálicas podem influenciar nas suas aplicações posteriores visto que suas propriedades estão ligadas diretamente ao seu tamanho e forma. Para obtenção das nanopartículas utilizando um método físico, torna-se necessário compreender como está estruturada e organizada a superfície do agente utilizado, neste caso, o liquido iônico. Com a utilização de técnicas de caracterização de superfície como a análise por feixe de iôns monoenergéticos (LEIS) é possível obter informações referentes a organização das primeiras camadas atômicas da superfície bem como prever se existe a presença de estruturas metálicas nanoestruturadas em regiões próximas da mesma. Desta forma, nesta Tese buscou-se obter nanopartículas de diferentes metais utilizando diferentes líquidos iônicos funcionalizados variando as condições de sputtering. Foi avaliada como a superfície desses diferentes líquidos iônicos está estruturada a fim de tentar elucidar quais os mecanismos estão envolvidos no crescimento das partículas através da identificação da superfície do meio estabilizante. Fica claro que a superfície dos líquidos iônicos é povoada por espécies pertencentes tanto aos cátions quanto aos ânions e também que existe a formação de uma mono camada de líquido iônico envolvendo a superfície das nanopartículas.

Currently, there are several ways for synthesis and stabilization of metal nanoparticles. The versatility of ionic liquids makes them extremely attractive for function that dispenses the use of additional stabilizing agents to produce active and stable metal nanoparticles. In the search for alternative systems in relation to those involving the use of organic solvents and generation of large amounts of waste, the use of sputtering emerge as a promising alternative. Several studies have been developed in order to control the size and shape of the nanoparticles obtained in various systems. Understanding the mechanisms involved in the growth of metal nanoparticles can influence their applications since their properties are directly related to its size and shape. To obtain the nanoparticles using a physical method, it is necessary to understand how the surface of the agent used are organized and structured, in this case, the ionic liquid surface. With the use of surface characterization techniques such as the analysis utilizing a beam of monoenergetic ions (LEIS) is possible to obtain information about the organization of the first atomic layers of the surface and predict the presence of nanostructured metallic structures near the same regions. Thus, in this work we attempted to obtain nanoparticles of different metals using different functionalized ionic liquids varying the sputtering condition, evaluating how these different ionic liquid surfaces are structured to elucidate the mechanisms involved in the growth of the particles by identifying the features of medium surface stabilizer. It is clear that the surface of the ionic liquid is populated by species to both the anions and cations as well there is the formation of a monolayer of ionic liquid surrounding the surface of the nanoparticles.