“Nanocompósitos Formados por Nanotubos de Carbono ...

1.4. Nanopartículas Metálicas
Nanomateriais são formados por agregados de partículas ultrafinas de dimensões
nanométricas localizadas na região de transição entre moléculas e estruturas microscópicas. A
transição de micropartículas para nanopartículas (NPs) pode levar a uma série de mudanças
nas propriedades físicas. Dois dos principais fatores responsáveis são o aumento da razão
entre a superfície e o volume, e o efeito de confinamento quântico. [58,59]
Com o aumento na razão entre a área superficial e o volume em nanomateriais, o
número de átomos presentes na superfície do cristal é comparável ao número dos que estão
localizados no seu interior, o que faz com que as propriedades físicas e químicas sejam
drasticamente modificadas. Essa mudança drástica nas propriedades está relacionada com o
efeito de confinamento quântico, que pode ser explicado pelo modelo quântico de partícula na
caixa, onde o tamanho da caixa é dado pelas dimensões das nanopartículas. [59,60]
Em um semicondutor, um elétron excitado da banda de valência (BV) para a banda de
condução (BC), deixa um buraco na BV. Elétrons e buracos apresentam atração coulômbica
formando um par elétron-buraco que é chamado de éxciton. O efeito quântico de tamanho
ocorre quando o comprimento de onda de “de Broglie” do éxciton apresenta valores muito
próximos ao tamanho da partícula. Em outras palavras, em materiais nanométricos, o éxciton
fica confinado às dimensões reduzidas desses materiais. Normalmente, esse efeito é
observado em partículas com tamanho variando entre 1 a 10 nm em metais e de 1 a 200 nm
em semicondutores. Na Figura 9, podemos ver que as nanopartículas de metais apresentam
um band gap entre as bandas de condução e banda de valência, o que não ocorre no sólido
estendido. [62]
Figura 9: Representação da evolução dos estados eletrônicos em um semicondutor, passando de um átomo até o
sólido estendido. [62]
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