Síntese de nanoestruturas 1D de óxidos RNiO3 e aplicações

Autor: Rossato, Jéssica Helisa Hautrive
Přispěvatelé: Escote, Márcia Tsuyama, Ferlauto, Andre Santarosa, Paris, Elaine Cristina, Lisboa-Filho, Paulo Noronha, Lanfredi, Alexandre José de Castro
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFABC
Universidade Federal do ABC (UFABC)
instacron:UFABC
Popis: Orientadora: Profa. Dra. Márcia Tsuyama Escote Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Santo André, 2021. Nos últimos anos, a aplicação de óxidos niquelatos (RNiO3, R = terra rara), na forma de bulk, filmes finos e suas nanoestruturas têm sido de interesse em várias áreas de conhecimento. Assim, neste trabalho exploramos a obtenção de óxidos nanoestruturas 1D (nanofibras e nanotubos) de LaNiO3 e NdNiO3, por diferentes técnicas (preenchimento de template e eletrofiação) e algumas aplicações, como em sensores de pressão flexíveis e biosensores eletroquímicos. Os resultados mostraram a possibilidade de obtenção de nanofibras e nanotubos com alta razão de aspecto superfície/volume. Nanofibras de LaNiO3 com diâmetros médio de 370 nm e comprimentos maiores que 10 µm e uma estrutura cristalina romboédrica distorcida foram obtidas. Também foram sintetizadas nanofibras de NdNiO3 com diâmetros médio de 145 nm e uma estrutura cristalina ortorrômbica distorcida foram obtidas. Nanotubos de NdNiO3 com diferentes diâmetros (variando de 20 a 150 nm) foram obtidos. A metodologia de preenchimento de poros mostrou a possibilidade de obtenção de nanotubos uniformes com uma estrutura perovskita distorcida ortorrombicamente e policristalina. Além disso, os diâmetros dos nanotubos mostraram afetar a proporção Ni3+/Ni2+ nestes sistemas. Eles apresentaram propriedades de transporte e magnéticas similares as deste material na forma bulk, mas modificando sua atuação em algumas aplicações. A partir da obtenção e caracterização destas nanoestruturas, dois dispositivos foram desenvolvidos: (a) o primeiro deles foi o sensor de pressão flexível baseado na deposição das nanofibras de LaNiO3 em papel e sanduichado em PDMS; (b) e o outro, foi em biosensores eletroquímicos para detecção de ácido ascórbico baseado nos nanotubos de NdNiO3. Ambos os dispositivos apresentaram características promissoras em sensores e mostram a possibilidade de expandir a aplicação das nanoestruturas de óxidos niquelatos em outros campos. In recent years, the application of nickelate oxides (RNiO3, R = rare earth) in the form of bulk, thin films, and their nanostructure, has been of interest in several areas of knowledge. Thus, this work explores the synthesis of 1-D oxide nanostructures, such as LaNiO3 and NdNiO3 nanofibers and nanotubes, obtained by different techniques (template-assisted and electrospinning methods) and some applications, such as flexible pressure sensors and electrochemical biosensors. The results showed the possibility of getting nanofibers and nanotubes with a high surface/volume aspect ratio. LaNiO3 nanofibers with mean diameters of 370 nm, lengths greater than 10 µm, and a distorted rhombohedral crystal structure was obtained. Also, NdNiO3 nanofibers with mean diameters of 145 nm, and a polycrystalline orthorombically-distorted perovskite structure were obtained. NdNiO3 nanotubes with different diameters (ranging from 20 to 150 nm) were obtained. The nanotubes presented a distorted orthorhombic perovskite structure with high orientation and uniformity. Furthermore, nanotubes diameters showed to affect Ni3+/Ni2+ ratio in these systems. They gave similar transport and magnetic properties, but their performance in some applications modifies. From the synthesis and characterization of these nanostructures, two devices were developed: (a) the first one was the flexible pressure sensor based on the deposition of LaNiO3 nanofibers onto paper and sandwiched in PDMS; (b) and the another was the electrochemical biosensor for ascorbic acid detection based on NdNiO3 nanotubes. Both devices showed promising characteristics for sensor devices showing the possibility to expand the application of nickel oxide nanostructures in other fields.
Databáze: OpenAIRE
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