Iniciação à cristalografia voltada ao estudo nanomateriais

Abstract

Neste resumo apresento os resultados das atividades desenvolvidas como bolsista durante o estágio PIBIC ciclo 2023/24 no Laboratório de Síntese e Caracterização de Nanomateriais (LSCnM) do Departamento de Física da UFSC. A maior parte das atividades envolveu o uso de conceitos básicos de cristalografia no estudo de propriedades estruturais e microestruturais de nanomateriais. Inicialmente, foi realizado uma fundamentação teórica da física básica, explorando conceitos de ondulatória e difração, juntamente com o aprendizado sobre a interpretação de um padrão de Difração de Raios-X (DRX) e ferramentas computacionais gráficas. Posteriormente, foi realizado o aprofundamento em DRX, a Lei de Bragg, noções básicas de cristalografia, método de Rietveld, etc. Também foi realizado estudos sobre os princípios da síntese mecanoquímica, incluindo os procedimentos de preparação de reagentes (escolha da composição química, análise do diagrama de fases, cálculo das massas, etc.) e preparação da amostra para a difratometria. A síntese da liga Bi-S, produzida e previamente caracterizada pelo orientador deste projeto, gerou os dados experimentais usados nas atividades desse estágio. Atividades práticas foram feitas no Laboratório de Difração de Raios-X (LDRX) e no LSCnM, incluindo a preparação e coleta de dados DRX e Raman de amostras armazenadas por 17 meses, os quais permitiram verificar a estabilidade estrutural da fase Bi2S3 nanocristalina. Os padrões de DRX foram analisados usando ferramentas computacionais que permitem fazer a identificação de fases e realizar o refinamento das estruturas cristalinas pelo método de Rietveld. O modelo estrutural inicial de cada fase cristalina foi criado usando cartões "Crystallographic Information File" (CIF) obtidos no "Inorganic Crystal Structure Database" (ICSD) e "Crystallography Open Database" (COD) disponíveis na Base de Dados de Estruturas Cristalinas (BDEC). Como parte das atividades de consolidação do aprendizado, fiz muitos relatórios parciais, apresentações de slides e apresentei o trabalho intitulado "XRPD analysis of nanocrystalline chalcogenides produced via Mechanochemistry", em forma de pôster, no maior evento de física do país, o Encontro de Outono da Sociedade Brasileira de Física (EOSBF).