Exercícios- Introdução à nanotecnologia

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1. 
Enquanto que a celulose obtida por meio de algodão, eucalipto ou cânhamo para 
produção de papel e tecidos é um material maleável e com morfologia amorfa, a 
nanocelulose obtida pela alga verde Cladophora apresenta propriedades 
diferenciadas como alta cristalinidade, alta resistência mecânica e alta área 
superficial. 
Qual das propriedades inerentes à nanocelulose de Cladophora é responsável por 
tais propriedades? 
Você acertou! 
A. 
O diâmetro das fibras de celulose está, geralmente, entre 10 e 100nm. 
Todas as propriedades citadas derivam do fato de as fibras desse tipo de celulose terem, ao 
menos, uma dimensão em escala nanométrica. Portanto, o comprimento das fibras acima 
de 1µm não provoca uma mudança pronunciada nas propriedades físico-químicas do 
material. Além disso, todos os materiais celulósicos são obtidos por meio de processamento 
químico para a separação de outros componentes presentes na polpa de celulose. Outras 
fontes de celulose obtidas na mesma região não apresentam um material com essas 
propriedades e o processamento da celulose obtida pela alga Cladophora não é diferente 
de outras algas. 
 
Resposta incorreta. 
B. 
O comprimento das fibras de celulose tem, no mínimo, 1µm. 
Todas as propriedades citadas derivam do fato de as fibras desse tipo de celulose terem, ao 
menos, uma dimensão em escala nanométrica. Portanto, o comprimento das fibras acima 
de 1µm não provoca uma mudança pronunciada nas propriedades físico-químicas do 
material. Além disso, todos os materiais celulósicos são obtidos por meio de processamento 
químico para a separação de outros componentes presentes na polpa de celulose. Outras 
fontes de celulose obtidas na mesma região não apresentam um material com essas 
propriedades e o processamento da celulose obtida pela alga Cladophora não é diferente 
de outras algas. 
 
Resposta incorreta. 
C. 
A celulose de Cladophora é obtida sem necessidade de processamento químico. 
Todas as propriedades citadas derivam do fato de as fibras desse tipo de celulose terem, ao 
menos, uma dimensão em escala nanométrica. Portanto, o comprimento das fibras acima 
de 1µm não provoca uma mudança pronunciada nas propriedades físico-químicas do 
material. Além disso, todos os materiais celulósicos são obtidos por meio de processamento 
químico para a separação de outros componentes presentes na polpa de celulose. Outras 
fontes de celulose obtidas na mesma região não apresentam um material com essas 
propriedades e o processamento da celulose obtida pela alga Cladophora não é diferente 
de outras algas. 
 
Resposta incorreta. 
D. 
A salinidade do mar onde as algas Cladophora são encontradas aumenta a cristalinidade da 
celulose. 
Todas as propriedades citadas derivam do fato de as fibras desse tipo de celulose terem, ao 
menos, uma dimensão em escala nanométrica. Portanto, o comprimento das fibras acima 
de 1µm não provoca uma mudança pronunciada nas propriedades físico-químicas do 
material. Além disso, todos os materiais celulósicos são obtidos por meio de processamento 
químico para a separação de outros componentes presentes na polpa de celulose. Outras 
fontes de celulose obtidas na mesma região não apresentam um material com essas 
propriedades e o processamento da celulose obtida pela alga Cladophora não é diferente 
de outras algas. 
 
Resposta incorreta. 
E. 
O processamento com altas temperaturas e pressão faz com que as propriedades da 
alga Cladophora sejam diferenciadas. 
Todas as propriedades citadas derivam do fato de as fibras desse tipo de celulose terem, ao 
menos, uma dimensão em escala nanométrica. Portanto, o comprimento das fibras acima 
de 1µm não provoca uma mudança pronunciada nas propriedades físico-químicas do 
material. Além disso, todos os materiais celulósicos são obtidos por meio de processamento 
químico para a separação de outros componentes presentes na polpa de celulose. Outras 
fontes de celulose obtidas na mesma região não apresentam um material com essas 
propriedades e o processamento da celulose obtida pela alga Cladophora não é diferente 
de outras algas. 
 
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2. 
Uma das grandes vantagens da utilização de nanomateriais é o ganho de área 
superficial oriundo da diminuição do tamanho das partículas quando comparado ao 
mesmo material em escala macroscópica. 
Considerando que todos os materiais apresentam a mesma quantidade em massa, 
assinale o conjunto que apresenta a maior área superficial. 
Resposta incorreta. 
A. 
Folha de papel, folha de grafeno, nanopartículas de ouro. 
A maior área superficial tem relação, então, com a arquitetura nanométrica, sendo 
exponencialmente maior que materiais não nanométricos. Entre os materiais propostos, os 
nanomateriais são: folha de grafeno, nanopartículas de ouro, buckyballs, nanotubos de 
carbono, nanocelulose bacteriana e nanowhiskers de celulose. 
 
Resposta incorreta. 
B. 
Buckyballs, anel de ouro, pedaço de roupa de linho. 
A maior área superficial tem relação, então, com a arquitetura nanométrica, sendo 
exponencialmente maior que materiais não nanométricos. Entre os materiais propostos, os 
nanomateriais são: folha de grafeno, nanopartículas de ouro, buckyballs, nanotubos de 
carbono, nanocelulose bacteriana e nanowhiskers de celulose. 
 
Você acertou! 
C. 
Nanotubos de carbono, folha de grafeno, nanocelulose bacteriana. 
A maior área superficial tem relação, então, com a arquitetura nanométrica, sendo 
exponencialmente maior que materiais não nanométricos. Entre os materiais propostos, os 
nanomateriais são: folha de grafeno, nanopartículas de ouro, buckyballs, nanotubos de 
carbono, nanocelulose bacteriana e nanowhiskers de celulose. 
 
Resposta incorreta. 
D. 
Nanowhiskers de celulose, quartzo, pedaço de grafite. 
A maior área superficial tem relação, então, com a arquitetura nanométrica, sendo 
exponencialmente maior que materiais não nanométricos. Entre os materiais propostos, os 
nanomateriais são: folha de grafeno, nanopartículas de ouro, buckyballs, nanotubos de 
carbono, nanocelulose bacteriana e nanowhiskers de celulose. 
 
Resposta incorreta. 
E. 
Anel de ouro, nanowhiskers de celulose, buckyballs. 
A maior área superficial tem relação, então, com a arquitetura nanométrica, sendo 
exponencialmente maior que materiais não nanométricos. Entre os materiais propostos, os 
nanomateriais são: folha de grafeno, nanopartículas de ouro, buckyballs, nanotubos de 
carbono, nanocelulose bacteriana e nanowhiskers de celulose. 
 
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3. 
Os nanomateriais têm revolucionado as soluções para geração de energia, 
principalmente no que se refere aos processos de produção de combustíveis. Essa 
revolução se dá pela utilização de materiais da mesma natureza que aqueles de 
processos mais antigos, porém com arquitetura nanométrica. 
Nessa perspectiva, por que nanopartículas metálicas são muito pesquisadas e 
desejadas para aplicação em sistemas de produção de biocombustíveis? 
Resposta incorreta. 
A. 
Porque as nanopartículas são materiais baratos que podem ser usados na mistura de 
biocombustível para economia de produção. 
A grande vantagem das nanopartículas metálicas é o ganho de área superficial causado 
pela arquitetura nanométrica das nanopartículas que faz com que mais material esteja 
disponível para a reação de catálise, favorecendo, assim, o aumento da velocidade das 
reações. Nenhum produto metálico é adicionado ao biocombustível e as nanopartículas 
metálicas são materiais caros e, portanto, não seriam adicionadas para baratear o processo. 
As nanopartículas metálicas não produzem materiais orgânicos, não aceleram o processo 
físico de evaporação da água e nenhuma partícula metálica pode ser adicionada ao produto 
final de qualquer biocombustível. 
 
Você acertou! 
B. 
Porque as nanopartículaspodem aumentar a velocidade de produção dos biocombustíveis 
por apresentarem grande área superficial e, portanto, serem bons catalisadores. 
A grande vantagem das nanopartículas metálicas é o ganho de área superficial causado 
pela arquitetura nanométrica das nanopartículas que faz com que mais material esteja 
disponível para a reação de catálise, favorecendo, assim, o aumento da velocidade das 
reações. Nenhum produto metálico é adicionado ao biocombustível e as nanopartículas 
metálicas são materiais caros e, portanto, não seriam adicionadas para baratear o processo. 
As nanopartículas metálicas não produzem materiais orgânicos, não aceleram o processo 
físico de evaporação da água e nenhuma partícula metálica pode ser adicionada ao produto 
final de qualquer biocombustível. 
 
Resposta incorreta. 
C. 
Porque os biocombustíveis são produzidos a partir de materiais orgânicos que derivam de 
nanopartículas metálicas. 
A grande vantagem das nanopartículas metálicas é o ganho de área superficial causado 
pela arquitetura nanométrica das nanopartículas que faz com que mais material esteja 
disponível para a reação de catálise, favorecendo, assim, o aumento da velocidade das 
reações. Nenhum produto metálico é adicionado ao biocombustível e as nanopartículas 
metálicas são materiais caros e, portanto, não seriam adicionadas para baratear o processo. 
As nanopartículas metálicas não produzem materiais orgânicos, não aceleram o processo 
físico de evaporação da água e nenhuma partícula metálica pode ser adicionada ao produto 
final de qualquer biocombustível. 
 
Resposta incorreta. 
D. 
Porque o processo de secagem pela evaporação da água e da polpa de materiais como 
cana e soja é favorecido na presença de nanopartículas metálicas. 
A grande vantagem das nanopartículas metálicas é o ganho de área superficial causado 
pela arquitetura nanométrica das nanopartículas que faz com que mais material esteja 
disponível para a reação de catálise, favorecendo, assim, o aumento da velocidade das 
reações. Nenhum produto metálico é adicionado ao biocombustível e as nanopartículas 
metálicas são materiais caros e, portanto, não seriam adicionadas para baratear o processo. 
As nanopartículas metálicas não produzem materiais orgânicos, não aceleram o processo 
físico de evaporação da água e nenhuma partícula metálica pode ser adicionada ao produto 
final de qualquer biocombustível. 
 
Resposta incorreta. 
E. 
Porque as nanopartículas melhoram as propriedades do produto final quando adicionadas 
ao biodiesel e ao etanol. 
A grande vantagem das nanopartículas metálicas é o ganho de área superficial causado 
pela arquitetura nanométrica das nanopartículas que faz com que mais material esteja 
disponível para a reação de catálise, favorecendo, assim, o aumento da velocidade das 
reações. Nenhum produto metálico é adicionado ao biocombustível e as nanopartículas 
metálicas são materiais caros e, portanto, não seriam adicionadas para baratear o processo. 
As nanopartículas metálicas não produzem materiais orgânicos, não aceleram o processo 
físico de evaporação da água e nenhuma partícula metálica pode ser adicionada ao produto 
final de qualquer biocombustível. 
 
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4. 
Uma das principais dificuldades na produção de nanopartículas de óxidos metálicos 
via processos químicos do tipo bottom-up é encontrar estabilizantes para a dispersão 
desses materiais no dispersante de interesse. 
O que explica a necessidade da utilização de estabilizantes? 
Resposta incorreta. 
A. 
Os óxidos –nesse caso, os metálicos – se decomporiam sem a presença de estabilizantes. 
Devido à escala nanométrica, a tensão superficial das partículas de óxido é muito alta, 
fazendo com que elas sejam instáveis e, portanto, estabilizantes são necessários para 
impedir a aglomeração dessas partículas, sendo essa necessidade a única afirmação 
correta possível. As outras afirmações não estão corretas, já que, uma vez formados, os 
óxidos metálicos não se decomporiam; os estabilizantes utilizados em dispersões de 
nanopartículas são inertes, não reagindo com os outros componentes; as nanopartículas de 
óxido metálico são, em sua maioria, não carregadas e propriedades plasmônicas são 
encontradas em nanopartículas de alguns metais como Au, Ag e Pt, e não em estabilizantes. 
 
Você acertou! 
B. 
Os óxidos metálicos em escala nanométrica são partículas instáveis que se aglomerariam 
sem a presença de estabilizantes. 
Devido à escala nanométrica, a tensão superficial das partículas de óxido é muito alta, 
fazendo com que elas sejam instáveis e, portanto, estabilizantes são necessários para 
impedir a aglomeração dessas partículas, sendo essa necessidade a única afirmação 
correta possível. As outras afirmações não estão corretas, já que, uma vez formados, os 
óxidos metálicos não se decomporiam; os estabilizantes utilizados em dispersões de 
nanopartículas são inertes, não reagindo com os outros componentes; as nanopartículas de 
óxido metálico são, em sua maioria, não carregadas e propriedades plasmônicas são 
encontradas em nanopartículas de alguns metais como Au, Ag e Pt, e não em estabilizantes. 
 
Resposta incorreta. 
C. 
Os estabilizantes reagem com o dispersante, fazendo com que o último não aumente o grau 
de oxidação das nanopartículas de óxido metálico. 
Devido à escala nanométrica, a tensão superficial das partículas de óxido é muito alta, 
fazendo com que elas sejam instáveis e, portanto, estabilizantes são necessários para 
impedir a aglomeração dessas partículas, sendo essa necessidade a única afirmação 
correta possível. As outras afirmações não estão corretas, já que, uma vez formados, os 
óxidos metálicos não se decomporiam; os estabilizantes utilizados em dispersões de 
nanopartículas são inertes, não reagindo com os outros componentes; as nanopartículas de 
óxido metálico são, em sua maioria, não carregadas e propriedades plasmônicas são 
encontradas em nanopartículas de alguns metais como Au, Ag e Pt, e não em estabilizantes. 
 
Resposta incorreta. 
D. 
Os estabilizantes são necessários para balancear as nanopartículas de óxido metálico que 
sempre são carregadas. 
Devido à escala nanométrica, a tensão superficial das partículas de óxido é muito alta, 
fazendo com que elas sejam instáveis e, portanto, estabilizantes são necessários para 
impedir a aglomeração dessas partículas, sendo essa necessidade a única afirmação 
correta possível. As outras afirmações não estão corretas, já que, uma vez formados, os 
óxidos metálicos não se decomporiam; os estabilizantes utilizados em dispersões de 
nanopartículas são inertes, não reagindo com os outros componentes; as nanopartículas de 
óxido metálico são, em sua maioria, não carregadas e propriedades plasmônicas são 
encontradas em nanopartículas de alguns metais como Au, Ag e Pt, e não em estabilizantes. 
 
Resposta incorreta. 
E. 
A estabilidade das dispersões de nanopartículas de óxidos metálicos depende das 
propriedades plasmônicas dos estabilizantes utilizados. 
Devido à escala nanométrica, a tensão superficial das partículas de óxido é muito alta, 
fazendo com que elas sejam instáveis e, portanto, estabilizantes são necessários para 
impedir a aglomeração dessas partículas, sendo essa necessidade a única afirmação 
correta possível. As outras afirmações não estão corretas, já que, uma vez formados, os 
óxidos metálicos não se decomporiam; os estabilizantes utilizados em dispersões de 
nanopartículas são inertes, não reagindo com os outros componentes; as nanopartículas de 
óxido metálico são, em sua maioria, não carregadas e propriedades plasmônicas são 
encontradas em nanopartículas de alguns metais como Au, Ag e Pt, e não em estabilizantes. 
 
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5. 
Algumas nanopartículas metálicas como as de Au, Pt e Cu apresentam o efeito de 
ressonância plasmônica que faz comque apresentem colorações intensas. 
Qual propriedade derivadas da estrutura nanométrica melhor explica a formação do 
efeito de ressonância plasmônica? 
Resposta incorreta. 
A. 
Aumento da área superficial. 
O efeito de confinamento quântico faz com que os elétrons presentes nessas nanopartículas 
metálicas oscilem coletivamente na mesma frequência da luz visível, proporcionando 
coloração aos materiais. Já o aumento da área superficial não interfere nas propriedades 
eletrônicas dos materiais. As propriedades magnéticas não têm relação com a coloração de 
partículas. A ressonância plasmônica de superfície é um fenômeno eletrônico, não causado, 
portanto, por propriedades térmicas. E o efeito Tyndall é um fenômeno ótico, causado pelo 
desvio da luz em sistemas coloidais, que não tem relação com o confinamento eletrônico 
em nanopartículas metálicas. 
 
Você acertou! 
B. 
Confinamento quântico. 
O efeito de confinamento quântico faz com que os elétrons presentes nessas nanopartículas 
metálicas oscilem coletivamente na mesma frequência da luz visível, proporcionando 
coloração aos materiais. Já o aumento da área superficial não interfere nas propriedades 
eletrônicas dos materiais. As propriedades magnéticas não têm relação com a coloração de 
partículas. A ressonância plasmônica de superfície é um fenômeno eletrônico, não causado, 
portanto, por propriedades térmicas. E o efeito Tyndall é um fenômeno ótico, causado pelo 
desvio da luz em sistemas coloidais, que não tem relação com o confinamento eletrônico 
em nanopartículas metálicas. 
 
Resposta incorreta. 
C. 
Superparamagnetismo. 
O efeito de confinamento quântico faz com que os elétrons presentes nessas nanopartículas 
metálicas oscilem coletivamente na mesma frequência da luz visível, proporcionando 
coloração aos materiais. Já o aumento da área superficial não interfere nas propriedades 
eletrônicas dos materiais. As propriedades magnéticas não têm relação com a coloração de 
partículas. A ressonância plasmônica de superfície é um fenômeno eletrônico, não causado, 
portanto, por propriedades térmicas. E o efeito Tyndall é um fenômeno ótico, causado pelo 
desvio da luz em sistemas coloidais, que não tem relação com o confinamento eletrônico 
em nanopartículas metálicas. 
 
Resposta incorreta. 
D. 
Condutividade térmica. 
O efeito de confinamento quântico faz com que os elétrons presentes nessas nanopartículas 
metálicas oscilem coletivamente na mesma frequência da luz visível, proporcionando 
coloração aos materiais. Já o aumento da área superficial não interfere nas propriedades 
eletrônicas dos materiais. As propriedades magnéticas não têm relação com a coloração de 
partículas. A ressonância plasmônica de superfície é um fenômeno eletrônico, não causado, 
portanto, por propriedades térmicas. E o efeito Tyndall é um fenômeno ótico, causado pelo 
desvio da luz em sistemas coloidais, que não tem relação com o confinamento eletrônico 
em nanopartículas metálicas. 
 
Resposta incorreta. 
E. 
Efeito Tyndall. 
O efeito de confinamento quântico faz com que os elétrons presentes nessas nanopartículas 
metálicas oscilem coletivamente na mesma frequência da luz visível, proporcionando 
coloração aos materiais. Já o aumento da área superficial não interfere nas propriedades 
eletrônicas dos materiais. As propriedades magnéticas não têm relação com a coloração de 
partículas. A ressonância plasmônica de superfície é um fenômeno eletrônico, não causado, 
portanto, por propriedades térmicas. E o efeito Tyndall é um fenômeno ótico, causado pelo 
desvio da luz em sistemas coloidais, que não tem relação com o confinamento eletrônico 
em nanopartículas metálicas. 
 
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