Trabalhos apresentados por estudantes e pesquisadores vinculados ao laboratório da UFSCar abordam materiais para fotocatálise, tratamento de água, sensores, catálise e novas propriedades de heteroestruturas
Pesquisas desenvolvidas por estudantes e pesquisadores vinculados ao Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (LIEC), da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), dirigido pelo professor Elson Longo, foram apresentadas durante o B-MRS Meeting 2026, realizado entre 27 de setembro e 1º de outubro, em Curitiba (PR). Os trabalhos abrangem diferentes frentes da ciência dos materiais, incluindo desenvolvimento de catalisadores, fotocatálise, tratamento de contaminantes, sensores e investigação de fenômenos em escala nanométrica.
Um dos destaques foi o estudo apresentado por Júlia Tiemy Ichikura, sobre a migração de prata induzida por elétrons em heteroestruturas MOF/Ag₃PO₄. O trabalho investigou estruturas formadas por ZIF-8, uma estrutura metalorgânica (MOF) de elevada porosidade, e fosfato de prata (Ag₃PO₄), material conhecido por sua atividade fotocatalítica.
Os pesquisadores demonstraram que a irradiação por elétrons pode induzir a redução, a migração e o crescimento de nanopartículas de prata a partir do Ag₃PO₄ para o ZIF-8. Segundo o resumo apresentado, a observação em escala atômica desse fenômeno fornece novas informações sobre o comportamento dinâmico das interfaces entre semicondutores e MOFs e pode contribuir para o desenvolvimento de materiais multifuncionais.
A pesquisa tem como autores Júlia Tiemy Ichikura, Giovanna A. Grasser, Henrique P. Moreno e Elson Longo.
Heteroestruturas e migração de nanopartículas de prata
Outro trabalho apresentado no encontro, por Murilo Nader, investigou a síntese assistida por micro-ondas de ZIF-8 e Ag₂WO₄ e a posterior formação de heteroestruturas, com foco na migração da prata induzida por elétrons.
O ZIF-8 apresenta características que o tornam promissor para aplicações em separação de gases, catálise e sensoriamento, enquanto o tungstato de prata (Ag₂WO₄) possui propriedades eletrônicas e defeitos estruturais que favorecem processos de transferência de cargas.
No estudo, o ZIF-8 foi sintetizado por uma rota solvotérmica assistida por micro-ondas e o Ag₂WO₄ foi produzido separadamente antes da formação da heteroestrutura. Técnicas como difração de raios X, espectroscopia Raman, fotoluminescência e microscopias eletrônicas foram utilizadas para caracterizar os materiais.
Imagens obtidas durante diferentes tempos de irradiação, entre zero e cinco minutos, revelaram a formação e o crescimento progressivo de nanopartículas de prata diretamente na superfície do ZIF-8. Os resultados podem contribuir para o desenvolvimento futuro de catalisadores destinados à transformação de poluentes, sensores para contaminantes e materiais com propriedades antimicrobianas.
Novos catalisadores para processos de oxidação
A catálise também esteve entre os temas apresentados. O trabalho de Gabriel Nassuato Arruda investigou a engenharia de catalisadores de selenito de cobre (CuSeO₃) e a influência da rota de síntese sobre a oxidação seletiva de sulfetos.
A oxidação de sulfetos para a obtenção de sulfóxidos e sulfonas é relevante para a síntese orgânica, a indústria farmacêutica e o tratamento de combustíveis. Um dos desafios é controlar o processo para evitar a oxidação excessiva e a formação de produtos indesejados.
Os pesquisadores produziram CuSeO₃ por diferentes métodos — coprecipitação, ultrassom e processo hidrotérmico assistido por micro-ondas — e relacionaram as características estruturais, morfológicas e eletrônicas dos materiais ao desempenho catalítico na oxidação do tioanisol, utilizando peróxido de hidrogênio como oxidante.
Os resultados preliminares indicaram níveis promissores de conversão e ajudaram a compreender a influência da rota de síntese sobre o desempenho dos catalisadores. O objetivo é contribuir para o desenvolvimento de materiais mais ativos, seletivos e robustos para processos de oxidação.
Em outra pesquisa sobre catálise, Marcos Aurélio Ramos apresentou um estudo sobre o efeito da dopagem com prata em Fe₂(MoO₄)₃, buscando estabelecer relações entre organização estrutural, heterogeneidade eletrônica e seletividade catalítica na oxidação de sulfetos.
O trabalho investigou como pequenas quantidades de prata podem modificar as propriedades de materiais à base de ferro e molibdênio. A identificação de uma composição com melhor desempenho, sem necessidade de aumentar excessivamente a quantidade de prata, aponta para uma utilização mais racional desse elemento e para a busca de condições reacionais mais brandas.
O estudo está relacionado principalmente aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 9, que trata de indústria, inovação e infraestrutura, e 12, voltado ao consumo e à produção responsáveis.
Fotocatálise para remover contaminantes da água
A remoção de contaminantes emergentes por meio de processos fotocatalíticos foi outro eixo das pesquisas apresentadas pelo grupo.
A pesquisadora Mayra Luiza Gonçalves Rodrigues apresentou o trabalho “Engenharia de armadilhas eletrônicas em g-C₃N₄ com clusters moleculares de Mo₃S₄ para fotocatálise sob luz visível”. O estudo desenvolveu um fotocatalisador híbrido baseado em g-C₃N₄ modificado com um cluster molecular de Mo₃S₄ para a degradação do antibiótico ciprofloxacina sob luz visível.
Segundo os resultados apresentados, a incorporação do cluster favoreceu a separação e a mobilidade das cargas elétricas. O material otimizado, contendo 2,5% do cluster, alcançou 100% de degradação da ciprofloxacina em 150 minutos, além de 65% de mineralização. A constante cinética foi 12 vezes superior à observada para o g-C₃N₄ puro.
O material também apresentou eficiência em diferentes condições e em amostras de água real, mantendo mais de 50% da capacidade de mineralização após cinco ciclos. O mecanismo proposto está associado à atuação do cluster de Mo₃S₄ como uma armadilha de elétrons, favorecendo a separação de cargas e a formação de espécies reativas.
Em outro trabalho, também apresentado por Mayra Rodrigues, o grupo investigou a fotodegradação do sulfametoxazol sob luz visível utilizando a heteroestrutura g-C₃N₄/Ag₂SiO₄.
Os materiais apresentaram atividade fotocatalítica superior à dos componentes individuais para a degradação do sulfametoxazol e da rodamina B. De acordo com o estudo, o desempenho está relacionado à formação de uma heterojunção do tipo II, que favorece a separação das cargas geradas pela luz.
A pesquisa aponta para o potencial da fotocatálise como alternativa para a remoção de contaminantes farmacêuticos persistentes presentes em ambientes aquáticos, contribuindo para estratégias voltadas à melhoria da qualidade da água e à redução de impactos ambientais.
Ciência dos materiais voltada a desafios ambientais
O conjunto de trabalhos apresentados no B-MRS Meeting 2026 evidencia a amplitude das pesquisas desenvolvidas no LIEC/UFSCar, reunindo estudos fundamentais sobre propriedades estruturais e eletrônicas de materiais e investigações orientadas a aplicações ambientais e tecnológicas.
As pesquisas apresentadas exploram diferentes estratégias para controlar propriedades de materiais — desde a formação de heteroestruturas e a migração de nanopartículas até a engenharia de armadilhas eletrônicas e a modificação de catalisadores. Em comum, os estudos buscam compreender como essas características podem ser controladas para melhorar o desempenho de materiais destinados a aplicações como tratamento de água, transformação de poluentes, sensoriamento e processos catalíticos.
A participação dos estudantes e pesquisadores do LIEC no principal encontro brasileiro dedicado à pesquisa em materiais também reforça o caráter interdisciplinar do laboratório, que integra conhecimentos de química, física e ciência dos materiais na busca por soluções para problemas científicos, ambientais e tecnológicos.
