Caracterização de materiais carbonosos por espectroscopia de espalhamento Raman - Priscila Tiburcio de Carvalho (Universidade Federal do Amazonas, 2016)
Os materiais originados de fontes carbonosas constituem uma classe de materiais intensamente pesquisada no Brasil e no mundo devido às imensas possibilidades de aplicação em áreas tecnologicamente estratégicas como a espacial, eletrônica, óptica, mecânica, energética, médica, ambiental, eletroquímica, entre outras. O interesse científico por materiais carbonosos é muito grande, não somente pelos estudos relacionados aos métodos de produção destes, mas também pelo grande número de outras áreas que estão sendo envolvidas, desde a procura por uma teoria consistente com o que se obtém experimentalmente, até novas técnicas de caracterização e de diagnósticos "in situ". Tal interesse tem levado a uma diversidade de estudos relacionados com a caracterização destes materiais visando o entendimento dos processos físico-químicos que acontecem na superfície dos mesmos. O entendimento destes processos não apenas objetivam conhecer e justificar as excelentes propriedades destes materiais, como também, entender como estas podem ser aplicadas na sua potencialidade máxima nos vários campos da ciência. Dentre desta perspectiva, uma técnica valiosa que pode contribuir significativamente para o entendimento dos processos físico-químicos que ocorrem na superfície dos materiais carbonosos é a espectroscopia de espalhamento Raman. Nesta técnica, as vibrações moleculares podem gerar informações estruturais, de orientação e químicas, as quais podem definir o ambiente molecular de interesse com alto grau de especificidade. Cada alótropo do carbono tem uma assinatura Raman claramente identificável. O diamante, por exemplo, apresenta uma vibração de primeira ordem relacionada com o fônon de simetria T2g, o qual é ativo somente no espectro Raman. Esta banda aparece como uma fina linha em 1332 cm-1 e é a assinatura característica do diamante. A grafite apresenta uma fina e intensa banda em 1580 cm-1, a qual tem sido atribuída a um modo E2g de estiramento da ligação C-C. Juntos, o par 1357 cm-1 e 1580 cm-1 são designados como bandas D e G, respectivamente. A largura da linha e a razão das intensidades D/G variam dependendo da estrutura do carbono [4]. Além de identificar cada fase de carbono, a espectroscopia Raman é uma técnica não destrutiva, requer pouca ou nenhuma preparação da amostra e pode ser feita de forma localizada, ou seja, podem ser analisadas pequenas regiões em um filme heterogêneo [5]. É proposto neste trabalho de iniciação científica o estudo e aplicação da espectroscopia de espalhamento Raman para a caracterização de materiais carbonosos. Serão estudados os seguintes materiais: grafite, carbono vítreo, diamante microcristalino e diamante nanocristalino. Serão estudadas as fases presentes nestes materiais com a finalidade de se determinar o grau de pureza e identificar a presença de contaminantes, além da estrutura e orientação das referidas fases em cada material.