{"id":10321,"date":"2023-06-30T11:35:24","date_gmt":"2023-06-30T14:35:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/?p=10321"},"modified":"2023-07-04T20:31:28","modified_gmt":"2023-07-04T23:31:28","slug":"artigo-em-destaque-hidratando-perovskitas-para-uma-conversao-dimensional","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-hidratando-perovskitas-para-uma-conversao-dimensional\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Hidratando perovskitas para uma convers\u00e3o dimensional."},"content":{"rendered":"

\"Os<\/a>
Os autores do artigo: o p\u00f3s-doc Andr\u00e9 Luiz Martins de Freitas e o professor Jose Antonio Souza (UFABC).<\/strong><\/figcaption><\/figure><\/p>\n

As perovskitas s\u00e3o materiais semicondutores muito promissores para uso em c\u00e9lulas solares e outros dispositivos optoeletr\u00f4nicos, mas apresentam uma limita\u00e7\u00e3o que prejudica a vida \u00fatil das suas aplica\u00e7\u00f5es, a sua baixa estabilidade. Nesse contexto, a umidade pode ser considerada inimiga das perovskitas, pois \u00e9 um dos principais fatores que aceleram a degrada\u00e7\u00e3o desses materiais.<\/p>\n

Agora, uma descoberta de pesquisadores da Universidade Federal do ABC (UFABC) traz uma perspectiva bem diferente sobre a intera\u00e7\u00e3o da \u00e1gua com as perovskitas. Com um processo baseado na simples hidrata\u00e7\u00e3o de estruturas tridimensionais de perovskita, os cientistas conseguiram gerar estruturas bidimensionais (folhas) e unidimensionais (fios), as quais, al\u00e9m de serem mais est\u00e1veis do que as 3D, apresentam propriedades diferenciadas.<\/p>\n

\u201cEm quantidades controladas, a presen\u00e7a de \u00e1gua pode ser extremamente ben\u00e9fica para a s\u00edntese de novas estruturas em perovskitas\u201d, diz Andr\u00e9 L. M. Freitas<\/a><\/strong>, bolsista de p\u00f3s-doutorado e autor, junto ao professor Jos\u00e9 A. Souza<\/a><\/strong>,\u00a0do artigo<\/a><\/strong> que reporta este trabalho no\u00a0Journal of Materials Chemistry C<\/em>.<\/p>\n

Os autores produziram cubos microm\u00e9tricos de MAPbBr3, material h\u00edbrido (org\u00e2nico – inorg\u00e2nico) da fam\u00edlia das perovskitas, que costuma ser utilizado no ambiente acad\u00eamico em c\u00e9lulas solares e LEDs. Nesse material, a parte inorg\u00e2nica forma um octaedro, onde o \u00e1tomo central (Pb) \u00e9 cercado por seis haletos (Br). “Os octaedros s\u00e3o extremamente importantes nesses materiais, pois s\u00e3o respons\u00e1veis diretamente pelas propriedades f\u00edsicas do material”, explica o p\u00f3s-doc.<\/p>\n

Para gerar os fios, os microcubos foram colocados em \u00e1gua. Para produzir as folhas, uma mol\u00e9cula org\u00e2nica foi acrescentada \u00e0 \u00e1gua. Em contato com o l\u00edquido, de forma quase instant\u00e2nea, o material perdeu a sua estrutura cristalina, formando o que a dupla da UFABC denominou fase intermedi\u00e1ria. \u201cEnfrentamos um grande desafio ao analisar essa fase, pois o processo ocorre rapidamente e muitas vezes tivemos que repetir os experimentos para caracteriz\u00e1-la adequadamente\u201d, conta Freitas.<\/p>\n

Posteriormente, ao submeter o material a secagem, as mol\u00e9culas de \u00e1gua foram expulsas da estrutura e aconteceu a interessante convers\u00e3o: o material voltou a ter uma estrutura de perovskita, por\u00e9m com morfologia e dimens\u00e3o diferentes das originais. \u201cEssa foi uma das nossas principais contribui\u00e7\u00f5es; conseguimos controlar o processo de recristaliza\u00e7\u00e3o e obter diferentes estruturas e dimensionalidades\u201d, afirma Freitas.<\/p>\n

\"Imagens<\/a>
Imagens de microscopia \u00f3ptica e\u00a0MEV de microcubos de MAPbBr3 e evolu\u00e7\u00e3o do processo de dissocia\u00e7\u00e3o\/recristaliza\u00e7\u00e3o utilizando diferentes estrat\u00e9gias para obter diferentes morfologias. Acima \u00e0 direita:\u00a0transforma\u00e7\u00e3o dos microcubos de MAPbBr3 em agulhas incolores (estrutura 1D intermedi\u00e1ria) ap\u00f3s intera\u00e7\u00e3o com a \u00e1gua, enquanto a secagem completa resulta em microfios de cor alaranjada (fase MAPbBr3). Abaixo \u00e0 direita:\u00a0morfologia resultante da incorpora\u00e7\u00e3o da mol\u00e9cula org\u00e2nica butilamina durante\u00a0a recristaliza\u00e7\u00e3o do MAPbBr3, evidenciando a forma\u00e7\u00e3o de morfologias lamelares (2D). As diferentes colora\u00e7\u00f5es e emiss\u00f5es observadas s\u00e3o caracter\u00edsticas de estruturas 2D com diferentes n\u00fameros de camadas de octaedros confinadas entre espa\u00e7adores org\u00e2nicos.<\/strong><\/figcaption><\/figure>\n

Na forma\u00e7\u00e3o dos fios, o processo inibiu o crescimento da estrutura cristalina em duas dire\u00e7\u00f5es. J\u00e1 no caso das folhas, a mol\u00e9cula org\u00e2nica adicionada \u00e0 \u00e1gua atuou como uma barreira ao crescimento do material em uma dire\u00e7\u00e3o, fazendo de espa\u00e7ador entre as camadas de octaedros dando origem a uma nova estrutura da fam\u00edlia de perovskitas 2D. Em especial nas estruturas bidimensionais, esse confinamento, que ocorreu em uma escala muito pequena, restringiu o movimento dos el\u00e9trons, resultando em efeitos qu\u00e2nticos bastante pronunciados, que modificaram as propriedades el\u00e9tricas e \u00f3pticas do material.<\/p>\n

\u201cA nossa observa\u00e7\u00e3o revelou que o material dissolvido ou degradado pode se recristalizar em estruturas interessantes\u201d, resume Freitas.\u00a0De acordo com os autores, ao explorar o processo de hidrata\u00e7\u00e3o das perovskitas, o trabalho traz novas perspectivas para avan\u00e7ar o entendimento da degrada\u00e7\u00e3o e da recristaliza\u00e7\u00e3o desses materiais, bem como para compreender propriedades \u00f3pticas como as que envolvem a din\u00e2mica do \u00e9xciton (o par el\u00e9tron – buraco gerado a partir da excita\u00e7\u00e3o da luz no semicondutor).<\/p>\n

O trabalho apresenta um processo simples, escal\u00e1vel e sustent\u00e1vel para produzir perovskitas de baixa dimensionalidade com propriedades controladas. Os resultados podem impactar tanto o desenvolvimento de aplica\u00e7\u00f5es quanto o estudo dos fundamentos desses materiais vers\u00e1teis.<\/p>\n

A pesquisa recebeu apoio financeiro da Fapesp e do CNPq.<\/p>\n

\n

Refer\u00eancia do artigo cient\u00edfico:\u00a0<\/strong>Water-induced dimensionality conversion from 3D perovskites to microwires and 2D hybrid halide perovskites<\/i>. Andre L. M. Freitas and Jose A. Souza. J. Mater. Chem. C, 2023, 11, 6651.\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1039\/D3TC00593C<\/a><\/p>\n

Contato dos autores:<\/strong>\u00a0joseantonio.souza@ufabc.edu.br<\/a>,\u00a0andre_luizmf@yahoo.com.br<\/a>.<\/p>\n

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