Tesis
Ferrofluidos e Dots de Carbono como exemplos de nanomateriais multifuncionais para a conversão de energia
Fecha
2021-06-09Registro en:
SILVA, Thiago Fiuza Lima da. Ferrofluidos e Dots de Carbono como exemplos de nanomateriais multifuncionais para a conversão de energia. 2020. 259 f., il. Tese (Doutorado em Física)—Universidade de Brasília, Sorbonne Université, Brasília, 2020.
Autor
Silva, Thiago Fiuza Lima da
Institución
Resumen
A ciência de materiais tem atraído atenção mundial devido à sua ampla gama de aplicações e
soluções para problemas globais atuais. Ferrofluidos (FFs) e Nanodots de carbono (CDs) se
destacam como promissores coletores de energia de fontes renováveis (por exemplo, térmica
ou solar). Nesse contexto, o primeiro objetivo principal desta tese foi investigar as propriedades
termodifusivas de ferrofluidos à base de líquidos iônicos à temperatura ambiente (RTILs). Esta
classe peculiar de solventes compostos puramente por íons apresenta múltiplas vantagens,
como alta estabilidade térmica, baixa pressão de vapor e modesta condutividade, tornando-os
altamente apropriados para dispositivos termoelétricos à base de fluidos. Os RTILs explorados
são o nitrato de etilamônio (EAN) e a bistriflimida de 1-etil-3-metilimidazólio (EMIM-TFSI). Aqui,
foi analisado o papel da natureza dos contra-íons, do teor de água e da aplicação do campo
magnético na estabilidade coloidal e, principalmente, nos parâmetros termodifusivos, isto é, os
coeficientes Soret e de difusão. A abordagem teórica aplicada a estes sistemas mostrou
modelar, descrever e ajustar os dados experimentais de forma bem satisfatória. Mais adiante,
em uma perspectiva diferente, pouco se sabia sobre a estabilidade, desenvolvimento de carga
superficial e ordem local de nanodots de carbono ricos em nitrogênio (N-CDs). Nesse sentido, o
segundo objetivo foi analisar profundamente essas propriedades para dois tipos de N-CDs --
diferindo por suas razões de nitrogênio/carbono (N/C=0,14 e 0,74) -- por meio de uma
abordagem multi-escala e de multiplas técnicas experimentais. Os resultados lançam uma nova
luz sobre a importância do pH do fluido carreador em dispersões aquosas de N-CDs. Finalmente,
o terceiro objetivo era projetar e produzir um novo líquido magnético fluorescente combinando
as duas classes de coloides mencionadas anteriormente: ferrofluidos e N-CDs. O nanofluido
híbrido aquoso e coloidalmente estável apresenta aspecto visual homogêneo, preservando em
grande parte as propriedades magnéticas e fluorescentes de cada um dos nanocomponentes,
dessa forma criando a possibilidade de uso em múltiplas formas de aplicações.