O artigo “How Crystallization Affects the Oriented Attachment of Silver Nanocrystals”, que conta com a participação de pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), foi escolhido como destaque na última edição do periódico The Journal of Physical Chemistry C. O trabalho foi desenvolvido pelos docentes Giovani M. Faccin, da Universidade Federal da Grade Dourados (UFGD), Zenner S. Pereira, da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), e Edison Z. da Silva, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).
A pesquisa revela os mecanismos físicos presentes em processos de crescimento de mesocristais durante a agregação orientada espontânea de nanocristais de prata metálica. Em particular, a agregação orientada é um processo no qual a auto-organização espontânea de nanocristais adjacentes resulta no crescimento de cristais pela adição de partículas sólidas que compartilham uma orientação cristalográfica comum.
Há alguns anos a literatura da área já sinalizava para a existência de uma organização cristalina atípica, inexistente em materiais convencionais. Nesta organização, defeitos periódicos e padronizados separam domínios cristalinos, fato esse que pode ser aproveitado para a construção de dispositivos e sensores.
Com o propósito de responder algumas questões que permaneceram em aberto no tema, como: por que tais materiais se formam dessa maneira ou quais os defeitos peculiares observados e como induzir um resultado desejado, o trabalho empregou a simulação computacional para estudar a interação entre modelos de nanocristais de prata similares aos observados experimentalmente. Nesta fase da pesquisa foram utilizados 160 ensaios computacionais, equivalentes a experimentos virtuais, operacionalizados em supercomputadores.
“Após quatro meses de processamento de dados, foram produzidos eventos suficientes para a observação detalhada da formação da interface entre nanocristais de prata, possibilitando descrever a evolução das mesmas até a formação dos defeitos cristalinos observados nas experiências de laboratório”, situa Faccin, primeiro autor do artigo.
O estudo revelou, enfim, que os fenômenos derivam da emergência e inter-relação de dois processos metalúrgicos: a transformação martensítica e discordâncias parciais de Shockley, os quais, em ação, coordenam a auto-agregação dos nanocristais estudados rumo às estruturas observadas experimentalmente.
O trabalho utilizou recursos computacionais do Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (Cenapad-SP), Centro de Computação John David Rogers (CCJDR-Unicamp) e SDumont (LNCC). E contou com o apoio institucional do IFGW-Unicamp e suporte financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da UFGD, através do Programa de Apoio à Pesquisa (PAP).
How Crystallization Affects the Oriented Attachment of Silver Nanoparticles.
Giovani M. Faccin, Zenner S. Pereira, and E. Z. da Silva.
- Phys. Chem. C 125, 12, 6812–6820, (2021).
DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c10321
O artigo está disponível AQUI.
CDMF
O CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
