Química de Superfície
Superfícies merecem um tratamento diferenciado por apresentarem um grande gradiente de propriedades além de formarem a interface com moléculas, gerando diferentes valores de energia livre, estados eletrônicos, reatividades, mobilidades e estruturas. Dois tópicos principais são abordados nessa linha:
1) Estudo de Cinética de Reações em superfície de nanomateriais
Os nanometeriais bidimenssionais (2D), como o grafeno, têm causando uma revolução científica e tecnológica devido suas propriedades diferenciadas. Apesar de seu potencial, alguns materiais 2D são bastante sensíveis ao ambiente químico em que estão inserido. Em especial, a presença de oxigênio (O2) leva à oxidação da superfície do material, o que pode afetar negativamente suas propriedades. No entanto, se a oxidação do material puder ser controlada, é possível criar uma camada protetora de óxidos que preserve o material abaixo dela.
Para se alcançar tal controle, é preciso compreender as reações que ocorrem na superfície dos materiais.
A dinâmica de moléculas na superfície de nanomateriais é um ponto controverso na literatura e vários formalismos já foram utilizados para ajustá-la aos resultados experimentais. O grupo atua principalmente na utilização de Espectroscopia Raman Intensificada de Superfície na elucidação da estrutura e no estudo da cinética de reações na superfície de nanomateriais.
2) Dopagem de Materiais
Em materiais bidimensionais a dopagem é normalmente realizada através da indução de defeitos na rede cristalina ou pela formação de soluções substitucionais. Contudo esses tipos de dopagens tendem a ser instáveis e devido a baixa espessura dos materiais, alteram significativamente a sua estrutura cristalina, podendo comprometer suas propriedades mecânicas e estabilidade. A adsorção física de moléculas orgânicas ou átomos metálicos na superfície de materiais bidimensionais tem se mostrado um método de dopagem alternativo. Dessa forma a adsorção de moléculas eletrofílicas levaria à criação de semicondutores do tipo p e a de moléculas nucleofílicas a semicondutores do tipo n.