Cientistas do CDMF estão entre os autores de um estudo que combina síntese avançada e cálculos quânticos para entender como as propriedades estruturais e magnéticas de nanopartículas de hematita (α-Fe₂O₃) podem ser moduladas de forma controlada. O trabalho, publicado no periódico Ceramics International, amplia o conhecimento fundamental sobre como esses materiais funcionais podem ser otimizados para aplicações tecnológicas.
As nanopartículas de hematita foram sintetizadas por um método de combustão em solução com diferentes combustíveis, controlando tamanho e forma das partículas. Técnicas experimentais como difração de raios X (XRD) e microscopia eletrônica com mapeamento elementar mostraram a formação de nanocristais de α-Fe₂O₃ com morfologia quase cúbica e distribuição homogênea de ferro e oxigênio. A presença de pequenas frações de outra fase de óxido de ferro (γ-Fe₂O₃) também foi detectada.
Um dos pontos centrais da pesquisa foi o uso de cálculos de Teoria do Funcional da Densidade (DFT) — uma ferramenta teórica baseada em mecânica quântica — para investigar as propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas tanto no interior quanto na superfície dessas nanopartículas. Essa abordagem permitiu correlacionar características atômicas com comportamentos macroscópicos observados nas amostras e fornecer informações detalhadas sobre as interações magnéticas que emergem da estrutura cristalina.
Os dados de espectroscopia Mössbauer revelaram que as propriedades magnéticas da hematita dependem fortemente da estrutura e do tamanho das partículas, incluindo evidências de efeitos de relaxação superparamagnética à temperatura ambiente — um fenômeno relevante para dispositivos magnéticos miniaturizados. Em temperaturas mais baixas, sinais de acoplamentos magnéticos mais definidos foram observados, o que pode ser explorado em aplicações de armazenamento de energia e sensores.
Segundo os autores, esses achados ajudam a expandir o entendimento de como o controle fino de morfologia e condições de síntese pode ajustar propriedades magnéticas fundamentais em óxidos de ferro, materiais que são amplamente utilizados em tecnologias que vão de catalisadores e sensores a aplicações de eletrônica e armazenamento magnético.
A participação de pesquisadores do CDMF neste estudo reflete a forte contribuição do Centro para pesquisas que unem métodos teóricos e experimentais no desenvolvimento de materiais nanoestruturados com funções avançadas, reforçando a posição do Brasil em ciência dos materiais e física do estado sólido.
CDMF
Com sede na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e dirigido pelo Prof. Dr. Elson Longo, o CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
