Nanocatálise
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Nos últimos anos, houve um aumento significativo nas pesquisas abordando temas como nanociência e nanotecnologia. Ao chegar numa escala de resolução nanométrica, observam-se diferentes propriedades nos materiais que antes, em escala macroscópica, não eram evidenciados. Essas novas propriedades surgem, em parte, devido aos efeitos quânticos e, podem ser exploradas para o desenvolvimento tecnológico de diversas áreas tais como:
- Química medicinal – como, por exemplo, no diagnóstico de doenças utilizando nanosensores e, na liberação e controle da concentração de fármacos no organismo;
- Conversão energética – a busca por fontes alternativas de energia e criação de nanocatalisadores para produção de hidrogênio.
- Construção e engenharia – tais como materiais nanoestruturados em aviões.
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Com essa crescente evolução nos ramos da nanociência, tornou-se viável a síntese de nanopartículas com tamanho, composição e forma definida. O controle dessas variáveis é exercido através da natureza químicas dos percursores, área superficial do suporte, promotores da dispersão, entre outros.
Tal fato desperta a atenção para uma das áreas de interesse que vem sendo intensamente desenvolvida, denominada nanocatálise. Catalisadores nanoestruturados são nanopartículas que possuem dimensão de 1 a 10 nm. Esses, por sua vez, são mais ativos, pois a superfície das partículas está em maior disponibilidade para realizar a catálise. Esse fato provém do crescimento do número de átomos na superfície com o decréscimo do diâmetro da partícula.
Um catalisador, por definição, é uma substância que, sem ser consumida durante uma reação, atua aumentando sua velocidade. Dessa forma, uma reação catalisada se processa por um mecanismo alternativo, com menor energia de ativação para formação de produtos. Assim, uma maior fração de moléculas possui energia suficiente para reagir, aumentando o número de colisões efetivas e, consequentemente, a velocidade da reação.
De uma maneira geral, os catalisadores são classificados como homogêneos ou heterogêneos. Um catalisador homogêneo é aquele que se encontra na mesma fase que os reagentes. Em oposição, um catalisador heterogêneo é aquele que se encontra presente em uma fase diferente daquela ocupada pelos reagentes. Dentre eles, destacam-se os sólidos usados em reações em fase gasosa ou líquida. A catálise heterogênea é intensamente utilizada na indústria química, pois apresenta a vantagem de uma maior facilidade na separação e remoção dos produtos.
Assim, essa é uma realidade que envolve grande parte dos processos industriais, pois estes, frequentemente, fazem uso de transformações que envolvam a presença de um catalisador.