L-glutamina

Até o momento vários cristais de aminoácidos tiveram suas propriedades vibracionais investigadas sob condições de altas pressões. O objetivo inicial desses estudos era tentar entender algumas propriedades físicas de materiais que prometiam possuir boas propriedades óticas não lineares. De fato, muitos dos cristais dessa família são não-centro simétricos, o que é uma condição sine qua non para se observar propriedades óticas não lineares. Continuando esse estudo das propriedades vibracionais de aminoácidos, nesse artigo investigou-se a L-glutamina até pressões de cerca de 6 GPa. Inicialmente mostra-se um cálculo de primeiros princípios tipo DFT que fornece os possíveis ângulos de torção das moléculas na célula unitária e a identificação tentativa de todos os modos normais de vibração tal como observados pela espectroscopia Raman. A seguir é feita a descrição dos resultados dos modos normais de vibração, também via espectroscopia Raman, em altas pressões. Os resultados indicam a ocorrência de uma transição de fase reversível em torno de 4 GPa. Essa conclusão não é definitiva. Há a possibilidade também das modificações observadas nos espectros Raman serem interpretadas como devido a mudanças conformacionais das moléculas devido a ligeiras rotações realizadas como consequência do rearranjo das ligações intermoleculares [R.O. Holanda, C.B. Silva, J.G. Silva Filho, C.L. Lima, J.A. Lima Jr., P.T.C. Freire, Vibrational Spectroscopy 98, 69 – 76 (2018).].

óxidos binários

Nesse trabalho observou-se o efeito de altas pressões e altas temperaturas em algumas propriedades físico-químicas de nanocompósitos de óxidos binários CeAl, CeMn e NiAl. No caso do CeMn observou-se mudanças estruturais devido à oxidação da fase MnOx com o aquecimento da amostra. No mesmo material foram observados efeitos de anarmonicidade na rede. No que diz respeito ao CeMn e NiAl, os resultados indicaram que a pressão modifica o comprimento das ligações e reduz as dimensões das partículas. [A.N. da Silva, A.B.S. Neto, A.C. Oliveira,.M.C. Junior, J.A.L. Junior, P.T.C. Freire, J. Mendes Filho, A.C. Oliveira, R. Lang, Spectrochimica Acta A 199, 160 – 167 (2018).]

Memória: XLVII EHPRG

Há nove anos, membros do LAP-UFC participaram do XLVII-th European High Pressure Research Group (EHPRG 47) ocorrido em Paris entre os dias 6 e 11 de setembro de 2009. Esse encontro, que aconteceu no Campus Cordeliers da Univesité Pierre et Marie Curie,  teve como Chairman o Prof. Alain Polian e como Co-Chairmen, Michel Gauthier e Stefan Klotz. Participaram quase 300 cientistas de 24 países, sendo que do Brasil estiveram presentes os Profs. José Alves Lima Jr. e Paulo Freire (Universidade Federal do Ceará), Cleânio Luz Lima e Gardênia de Sousa Pinheiro (atualmente ambos na Universidade Federal do Piauí) e a Profa. Silvete Guerini (Universidade Federal do Maranhão). Nessa conferência foram atribuídos prêmios aos três melhores trabalhos apresentados em poster. Um dos agraciados com esse prêmio era membro do LAP-UFC; foram eles: José Alves de Lima Jr. (Fortaleza, Brazil), Eran Greenberg (Tel Aviv, Israel e Bayreuth, Germany) e Helen Maynard-Casely (Edinburgh, UK). No que diz respeito ainda ao LAP-UFC, cinco trabalhos foram apresentados pelos seus membros: (i) Investigation of L-histidine.HCl.H₂O crystals by Raman spectroscopy under high pressure conditions, G.P. De Sousa, P.T.C. Freire, F.E.A. Melo, J. Mendes Filho, J.A. Lima Jr.; (ii) High-pressure vibrational properties of L-isoleucine crystals, P.T.C. Freire, A.S. Sabino, G.P. De Sousa, C. Luz-Lima, F.E.A. Melo, J. Mendes Filho; (iii) High pressure vibrational properties of L-proline, B.T.O. Abagaro, V. Lemos, P.T.C. Freire, J.A. Lima Jr., F.E.A. Melo, J. Mendes Filho; (iv) High pressure Raman spectra of Na₂MoO4.2H₂O crystals, C. Luz-Lima, P.T.C. Freire, G.D. Saraiva, W. Paraguassu, A.G. Souza Filho, J. Mendes Filho; (v) Raman spectra of deuterated L-alanine crystal sutdied under high pressure conditions, J.A. Lima Jr., R.O. Goncalves, P.T.C. Freire, F.E.A. Melo, J.M. Filho, H.N. Bordallo, D.N. Argyriou, R.J.C. Lima.  Esses trabalhos eram bastante representativos dos temas de pesquisa que estavam sendo desenvolvidos à época pelos estudantes do Programa de Pós-Graduação em Física da Universidade Federal do Ceará no que diz respeito a estudos com pressão hidrostática, quais sejam, cristais de aminoácidos e cristais de molibdatos. 

Participantes do EHPRG, em Paris, 6 - 11 Setembro 2009.

Modo bending NH3 de semi-orgânicos

Neste artigo foi estudado o modo do tipo bending do NH3 do nitrato mono-L-alaninium e do nitrato de monoglicina através da espectroscopia Raman até 5,5 GPa. Teve-se a curiosidade de se observar os modos de deformação do NH3; sob compressão notou-se um decréscimo nas energias dessas bandas, o que é contrário ao que acontece com outros modos. A interpretação não é direta, mas supos-se que o que acontece é que as ligações N-H...O tornam menos lineares em altas pressões, reduzindo o ângulo de ligação. Tal fato favoreceria a um impedimento da ligação de dobramento. Sugere-se ainda no trabalho a realização de outros estudos para se obter uma visão mais completa sobre o assunto [A.L.O. Cavaignac, R.A. Soares, R.J.C. Lima, P.F. Façanha-Filho, P.T.C. Freire; Crystals 8, 245 (2018). doi:10.3390/cryst8060245].

Clorohidrato de tirosina-L

Um cristal de L-tirosina HCl sob pressão foi investigado sob o escrutínio da espectroscopia Raman no intervalo entre 1 atm e 7 GPa. Inicialmente foi realizada uma identificação dos modos vibracionais em condições ambientes através de cálculos de primeiros princípios tendo sido encontrada uma boa concordância entre os dados experimentais e os calculados. A análise dos modos vibracionais com a pressão não mostram nenhuma grande modificação que possa ser associada a uma transição de fase estrutural. Entretanto, pequenas mudanças na intensidade de algumas bandas bem como pequenas modificações nas curvas que representam a frequência dos modos vibracionais em função da pressão indicam que entre 1.0 e 1.5 GPa as moléculas de tirosina sofrem uma mudança conformacional. Em outras palavras, a estrutura monoclínica original do cristal é estável em todo o intervalo de pressão investigado. Adicionalmente, uma discussão a respeito do papel da cadeia lateral na estabilidade da estrutura também é fornecida.[C.A.A.S.S. dos Santos, J.O. Carvalho, J.G. da Silva Filho, J.L. Rodrigues, R.J.C. Lima, G.S. Pinheiro, P.T.C. Freire, P.F. Façanha Filho, Physica B 531, 35 – 44 (2018)].

MoO3 - forma alfa

Nanofitas de MoO3 na forma alfa foram estudadas entre a pressão ambiente e 21 GPa. Dessa investigação observou-se que a estrutura das nanofitas passa de uma simetria Pbnm para uma simetria monoclínica MoO3 - fase II com grupo espacial P21/m em torno de 5 GPa. Acima dessa pressão não foi observada nenhuma mudança estrutural adicional. É interessante que essa pressão de transição é muito mais baixa do que aquela observada nos microcristais do mesmo material, que acontece em 12 GPa. Sugere-se que a morfologia particular do material mais a presença de defeitos na estrutura cristalina desempenhe um papel importante na transição de fase do material. É interessante também destacar que após a transição de fase estrutural, também ocorre uma brusca modificação na morfologia do material: ele passa de uma morfologia similar a fitas para uma morfologia de esferas. [J.V. Silveira, L.L. Vieira, A.L. Aguiar, P.T.C. Freire, J.M. Filho, O.L. Alves, A.G. Souza Filho, Spectrochimica Acta A 193, 47 – 53 (2018)].

Bis(L-histidinato) de níquel(II)

Nesse trabalho investigam-se os modos vibracionais do bis(L-histidinato) de níquel (II) sob altas pressões até valores de 9,5 GPa. O estudo mostrou que a estrutura sofre modificações durante o processo de compressão. Os espectros Raman registrados no experimento indicam que entre 0,4 e 0,8 GPa o cristal apresenta uma transição de fase; uma segunda transição de fase é verificada entre 2,6 e 3,2 GPa . Em particular, no que diz respeito a segunda transição de fase, os íons Ni parecem desempenhar um papel relevante. Na segunda transição de fase também foi notada uma descontinuidade nas frequências dos modos de vibração associados aos estiramentos O - H da água, sugerindo uma instabilidade das ligações de hidrogênio entre as moléculas da água e as do histidinato. Quando a pressão é diminuída e a amostra fica novamente à pressão ambiente, registra-se um espectro Raman similar aquele obtido inicialmente no experimento. Isso indica que as transições de fase são reversíveis; nenhum dano mecânico nas amostras foi verificado durante todo o processo de compressão e descompressão [J.R. Maia, J.A. Lima Jr, P.T.C. Freire, F.E.A. Melo, A.S. de Menezes, C.M.R. Remédios, L.P. Cardoso, Spectrochimica Acta A 189, 258 – 264 (2018)].