Pesquisadores investigam efeitos de feixes de elétrons em superfícies de tungstato de prata

Estudo do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais mostrou que as superfícies se modificam quando um feixe de elétrons é aplicado; material tem potencial para aplicações em semicondutores, agentes antibacterianos e sensores de gás, entre outras

Agência FAPESP * – Pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), usaram cálculos de teoria da densidade funcional e simulações de dinâmica molecular ab initio para estudar a formação de nanopartículas metálicas de prata a partir da aplicação de feixe de elétrons em quatro diferentes superfícies de tungstato de prata. O estudo foi publicado em artigo de capa na revista ACS Physical Chemistry Au.

A dinâmica molecular ab initio (AIMD, na sigla em inglês) é uma técnica de simulação atomística que permite analisar a evolução temporal de um sistema atômico usando princípios fundamentais da mecânica quântica.

O estudo tinha três objetivos principais: revelar processos de difusão de cátions de prata, que são movimentos espontâneos desses íons dentro do material impulsionados pela absorção de elétrons provenientes do feixe; revelar a amorfização de superfícies, que é uma desorganização local da rede cristalina; e obter uma interpretação direta da evolução temporal para a formação de nanoclusters de prata nas superfícies de β-Ag₂WO₄, uma das variedades de tungstato de prata, material com potencial para aplicações em agentes antibacterianos e sensores de gás, entre outras.

Os resultados, que mostraram que as superfícies se modificam quando o feixe é aplicado, permitem ampliar a compreensão fundamental, no nível atômico, dos mecanismos subjacentes aos processos disparados por feixes de elétrons. Permitem também uma interpretação direta da evolução temporal como uma função de elétrons adicionados, em que duas das superfícies testadas – (011) e (111) – apresentam mais propensão a gerar nanopartículas quando atingidas por feixes de elétrons do que as outras duas – (001) e (110).

O trabalho fornece detalhes sobre padrões de superfície para a criação de semicondutores a partir da formação e evolução de nanopartículas de prata utilizando o β-Ag₂WO₄.

O artigo Mechanistic insights into Ag nanoparticle formation on β-Ag₂WO₄ surfaces through electron beam irradiation pode ser lido em: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphyschemau.4c00062.

* Com informações do CDMF.