ESTUDO DA ESTABILIDADE DE DISPERSÃO DE NANOESTRUTURAS DE CARBONO EM ÁGUA

Resumo

Os nanomateriais de carbono têm sido extensivamente utilizados em diversas aplicações em potencial, dentre elas, como compósito, principalmente com polímeros. A inserção de quantidades variáveis dessas nanoestruturas de carbono em polímeros confere materiais com aumento da resistência mecânica e química, aumento de condutividade e melhora nas propriedades térmicas, evidenciando o quão importante essas nanoestruturas de carbonos juntamente com outro material podem melhorar características ou atribuir características próprias ao compósito. Na síntese de nanocompósitos quando se utiliza nanoestruturas de carbonos é crucial o desenvolvimento de dispersões altamente estáveis, uma vez que, a etapa de dispersão determinará as propriedades físico-químicas, tais como a distribuição granulométrica/tamanho, forma, agregação/aglomeração, entre outros. Um processo comumente usado para a eliminação de aglomeração e dispersão de nanomateriais em um meio aquoso é a sonicação, promovendo a melhora da homogeneidade e estabilidade da dispersão. A técnica de espectroscopia UV-vis é frequentemente usada para monitorar e compreender a estabilidade de suspensão observando atentamente as mudanças no pico de intensidade e a distorção espectral pelas medições de absorção. O intuito dessa pesquisa se encontra em aperfeiçoar o tempo de sonicação para as soluções com nanoestruturas de carbono, para a obtenção de dispersões estáveis e homogêneas. Nesse estudo foram elaboradas quatro dispersões utilizando distintas nanoestruturas de carbono e meios de dispersão, sendo 0,1% de grafeno em 10ml de surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB), 0,1% de nanotubos de carbono em 10 ml de surfactante CTAB, 0,1% de nanotubos de carbono em 10ml de óxido de grafeno e 0,1% de nanografite em 10ml de surfactante CTAB. As quatro soluções foram levadas ao ultrassom da marca Cristófoli na frequência ultrassônica de 42 kHz nos tempos de 10, 30, 60 e 90 minutos, em cada um dos tempos foi medida a absorbância das dispersões na faixa espectral do ultravioleta-visível (UV-vis) em 260 nanômetros por meio do equipamento espectrofotômetro Bel SPECTRO S-2000. As maiores absorbâncias foram encontradas no tempo de 60 minutos para o grafeno, nanografite e nanotubos de carbono com o solvente óxido de grafeno e no tempo de 90 minutos para os nanotubos de carbono com o surfactante CTAB, os resultados mostram que tais nanomateriais não são facilmente dispersáveis em água e em óxido de grafeno. Importante salientar que, os nanotubos de carbono são dificilmente estabilizados, isso se deve as características físicas das folhas, tais como, elevada área interfacial e tensão de superfície pela forte interação interfolha por ligações de van der Waals. Sendo assim, esse estudo contribuiu para otimizar o tempo das dispersões, e vale a ressalva, que qualquer mudança de nanomaterial ou tipo de solvente requer a necessidade de modificar esse protocolo, caso possam surgir outros estudos baseados nesse.