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A nanofabricação de materiais inorgânicos constituídos por copolímeros de bloco (BC) por "self-assembly" permite a fabricação de nanoestruturas multifuncionais com propriedades mecânicas, ópticas electrónicas e magnéticas melhoradas. As áreas de potencial aplicação destes materiais variam desde os dispositivos electrónicos aos biossensores ou à catálise avançada e conversão/armazenamento de energia. A formação de nanoestruturas funcionais através da agregação de diferentes componentes em simultâneo é um fenómeno presente na Natureza. A maioria dos estudos são empíricos, tendo por base uma abordagem de tentativa e erro. Sem o desenvolvimento de ferramentas e estratégias que permitam compreender os princípios científicos envolvidos neste processo, o desenho deste tipo de estruturas torna-se impossível[1,2]. Recentemente, o conceito "bottom-up" tem vindo a despertar um grande interesse tecnológico pois permite a preparação de nanoestruturas por via directa de "self-assembly" de pequenos blocos. Os copolímeros de bloco são particularmente interessantes devido à sua capacidade de "self-assemble" com formas, tamanhos e morfologias controladas. Através do controlo da composição, peso molecular(MW) e arquitecturas das moléculas BC é possível formar uma variedade de mesoestruturas periódicas (10-100nm),como 1D,2D e 3D[3].Apesar do grande interesse na química supramolecular, o conhecimento existente acerca deste processo espontâneo está longe de ser considerado satisfatório. Exemplo disso é a técnica de Polimerização Radicalar Viva Controlada (CLRP), que permite sintetizar polímeros (formação e quebra de ligações covalentes). No entanto, o processo de agregação resultante dos polímeros de estrutura controlada, em solução, é pouco compreendido e difícil de controlar. Esta importante limitação deve ser ultrapassada para que se possa criar novas tecnologias aplicáveis ao universo industrial. O conhecimento dos princípios fundame  |
Resumo
A nanofabricação de materiais inorgânicos constituídos por copolímeros de bloco (BC) por "self-assembly" permite a fabricação de nanoestruturas multifuncionais com propriedades mecânicas, ópticas electrónicas e magnéticas melhoradas. As áreas de potencial aplicação destes materiais variam desde os dispositivos electrónicos aos biossensores ou à catálise avançada e conversão/armazenamento de energia. A formação de nanoestruturas funcionais através da agregação de diferentes componentes em simultâneo é um fenómeno presente na Natureza. A maioria dos estudos são empíricos, tendo por base uma abordagem de tentativa e erro. Sem o desenvolvimento de ferramentas e estratégias que permitam compreender os princípios científicos envolvidos neste processo, o desenho deste tipo de estruturas torna-se impossível[1,2]. Recentemente, o conceito "bottom-up" tem vindo a despertar um grande interesse tecnológico pois permite a preparação de nanoestruturas por via directa de "self-assembly" de pequenos blocos. Os copolímeros de bloco são particularmente interessantes devido à sua capacidade de "self-assemble" com formas, tamanhos e morfologias controladas. Através do controlo da composição, peso molecular(MW) e arquitecturas das moléculas BC é possível formar uma variedade de mesoestruturas periódicas (10-100nm),como 1D,2D e 3D[3].Apesar do grande interesse na química supramolecular, o conhecimento existente acerca deste processo espontâneo está longe de ser considerado satisfatório. Exemplo disso é a técnica de Polimerização Radicalar Viva Controlada (CLRP), que permite sintetizar polímeros (formação e quebra de ligações covalentes). No entanto, o processo de agregação resultante dos polímeros de estrutura controlada, em solução, é pouco compreendido e difícil de controlar. Esta importante limitação deve ser ultrapassada para que se possa criar novas tecnologias aplicáveis ao universo industrial. O conhecimento dos princípios fundamentais de sistemas "self-assembly" e a aplicação dessa estratégia a diferentes combinações de materiais orgânicos e inorgânicos, representa um grande desafio nas áreas de ciência dos materiais e engenharia. O conceito de combinação de copolímeros de bloco de alto desempenho com partículas inorgânicas funcionalizadas representa uma estratégia elegante de fabricar materiais híbridos de nanoestruturas multifuncionais. Este conceito pode ser concretizado através da incorporação de materiais inorgânicos num copolímero de bloco e da orientação do "self-assembly" do material híbrido em direcção à morfologia pretendida (Figura 1, adaptada de [3]). A ideia subjacente ao conhecimento da química supramolecular é ter a possibilidade de predeterminar o tamanho, composição química e arquitectura de nanoestruturas (micelas) numa escala nanométrica, à semelhança do controlo e síntese de estruturas que é conseguido hoje-em-dia com a técnica CLRP. Este projecto tem como objectivo a síntese de nanopartículas híbridas funcionalizadas (FHN) inteligentes, através de "self-assembly. A estratégia delineada envolve a síntese de copolímeros de penta-blocos (PBC) por CLRP. Cada segmento PBC foi seleccionado de acordo com a sua capacidade de estabelecer interacções físicas/químicas específicas. A CLRP permite a preparação de macroestruturas com MW,distribuição de pesos moleculares (MWD),arquitecturas,topologia e funcionalidade predeterminados. Neste projecto, é proposta a exploração de aspectos específicos da CLRP como abordagem para a preparação de um inteligentes com novas propriedades funcionais. |