Lista de exercícios - Nanobiotecnologia

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UFPE – Curso de Graduação em Engenharia Biomédica 
Profa. Rosa Fireman Dutra 
 
1. O que caracteriza um nanomaterial? 
 
Nanomateriais são materiais que possuem grau estrutural da ordem de 
10​-9 m = 1 nm. Um nanomaterial pode ser 0D, com todas as dimensões 
em escala nanométrica (Ex: nanopartículas); 1D, com uma dimensão 
fora da nanoescala (Ex: nanotubos de carbono); 2D, com duas 
dimensões fora da nanoescala (Ex: grafeno); ou 3D, materiais que não 
são confinados em nanoescala em nenhuma dimensão (Ex: 
multinanocamadas). Nanomateriais estão na faixa de 1-100 nm. 
 
2. Explique o princípio de geração de uma imagem obtida por microscopia 
eletrônica de varredura e de transmissão. 
 
Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV): Um feixe de elétrons é 
utilizado guiado por um sistema de bobinas de deflexão, e esse feixe 
passará por toda a amostra realizando uma “varredura”. Os elétrons são 
refletidos de formas diferentes e são lidos pelo detector, e com base 
nisso é formada a imagem. 
Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET): Possui mecanismo 
semelhante ao do MEV, mas os elétrons que são captados pelo detector 
são os que passam pela amostra, ou seja, que são “transmitidos”. 
 
3. As técnicas de AFM e MEV permitem obtenção de imagens com 
aproximadamente mesma resolução, no entanto, as técnicas são 
diferentes. Comente sobre as diferenças. 
 
A principal diferença entre as técnicas de AFM e MEV é que na 
microscopia de força atômica é realizada a leitura da reflexão de um 
laser, enquanto que na microscopia eletrônica de varredura a leitura 
realizada é a da reflexão de um feixe de elétrons. 
 
4. Explique o principio de um microscopia de corrente de tunelamento. Na 
microscopia de corrente de tunelamento, duas formas de funcionamento 
podem ser utilizadas, indique-as e descreva sucintamente 
 
Na microscopia de corrente de tunelamento é utilizada uma sonda 
condutora para varrer a superfície de uma amostra quando uma 
diferença de potencial é aplicada entre elas. Quando uma certa distância 
é alcançada, elétrons podem passar para a amostra por meio de uma 
corrente de tunelamento. Existem dois modos: o de corrente constante, 
em que se lê a distância necessária para obtenção da passagem de 
corrente; e o de distância constante, em que se lê a corrente necessária. 
 
5. Como são sintetizados os nanotubos de carbono? 
 
Descarga por arco: geração de um arco elétrico entre dois eletrodos de 
grafite sob uma atmosfera inerte. A alta temperatura produzida (> 
3000º C) leva à vaporização do carbono do anodo, que deposita-se 
sobre o catodo, formando assim os nanotubos e outros 
subprodutos de carbono, como fulerenos, carbono amorfo e 
fuligem. Possibilita tanto a produção de nanotubos de única parede 
quanto de múltiplas paredes. 
 
Deposição química de vapor: decomposição da fonte de carbono 
sobre a superfície do catalisador metálico, gerando espécies H2 e 
Cn; (ii) dissolução do carbono na partícula metálica, a qual se torna 
supersaturada; (iii) difusão dos fragmentos de carbono através da 
partícula metálica para o lado oposto ao da decomposição da fonte de 
carbono; (iv) precipitação dos átomos de carbono formando o filamento 
de carbono. 
 
Ablação por laser: um laser é utilizado para vaporizar um alvo de 
grafite dentro de um forno a 1200º C na presença de um fluxo 
de gás inerte. A vaporização produz espécies de carbono que são 
arrastadas pelo gás inerte da zona de alta temperatura e 
depositadas em um coletor. Possibilita tanto a produção de nanotubos 
de única parede quanto de múltiplas paredes. 
 
6. As nanoparticlas metálicas podem ser sintetizadas pelo método 
top-down e bottom-up, explique. 
 
Bottom-up consiste em construir uma nanopartícula maior através de 
pequenas unidades, geralmente os próprios átomos. Geralmente são 
técnicas químicas. 
 
Top-down consiste em desfazer um material bulk até a formação de um 
nanomaterial. Um exemplo seria a ablação por laser.