RESUMO

Recentemente, foi demonstrado que vários óxidos cerâmicos de Terras Raras (Z = 58 a 71) resistentes a ambientes agressivos apresentam o comportamento hidrofóbico (Gisele Azimi et all, Nature Materials, 20 January 2013, p.1) interessantes para aplicações em diversas áreas tecnológicas. Em especial, destaca-se o dióxido de cério, também conhecido como céria, amplamente empregado em várias aplicações tecnológicas nas áreas de conversores catalíticos, suporte eletrolítico de células combustíveis e dissociação termoquímica da água. Baseados nesse resultado e trabalhos de nosso grupo de pesquisa sobre filmes finos nanocristalinos de céria fabricados por eletrodeposição, iniciamos um estudo da hidrofobicidade de eletrodepósitos de céria. Descrevemos resultados preliminares sobre filmes finos de céria com espessura nanométrica entre 5 e 30 nm eletrodepositados sobre substratos comerciais de silício monocristalino e sobre camadas de grafeno suportadas sobre substratos comerciais de carbeto de silício monocristalino. Soluções eletroquímicas aquosas de cloreto de cério diluídas mantidas à temperatura ambiente foram usadas, sendo as eletrodeposições realizadas pelo método potenciostático em célula de eletrodos estacionários com eletrodo de referência de prata em cloreto de prata saturado. De acordo com análises de microscopia eletrônica de transmissão em seção transversal, os filmes nanocristalinos consistem de nanogrãos (com tamanhos médios entre 5 e 200 nm que preservam a estrutura cristalina de um rede cúbica tipo da fluorita) dispersos em meio a uma matriz de céria desordenada. Os eletrodepósitos de céria podem apresentar deficiência de oxigênio controlada por aditivo. A estequiometria dos eletrodepósitos de céria foi controlada através da adição nas soluções de diferentes concentrações de peróxido de hidrogênio. Análises de espectroscopia de fotoelétrons dos níveis de caroço eletrônico 3d do cério forma usadas para determinar a estequiometria dos filmes. Sondagens locais usando espectroscopia perdas de energia eletrônica revelam ainda que a deficiência de oxigênio produz um aumento na concentração de vacâncias de oxigênio nas regiões desordenadas e nos nanogrãos. Para comparação, filmes cristalinos de céria estequiométrica foram também usados em nossas análises. Os filmes estudados revelam comportamento hidrofóbico dependente da estequiometria, com os ângulos de contato variando entre 70 e 100 graus. Agradecemos o apoio de Marcos Woehler e da Profa. Dra. Maria Rita Sierakowki do Laboratório de Biopolímeros do Departamento de Química.

Palavras-chave: Óxido de Cério, Hidrofobicidade, Vacâncias de Oxigênio