In2-xYx(MoO3)4

O presente trabalho investigou o comportamento vibracional dos cristais In2-xYxMo3O12 (x = 0,0 e 0,5) para pressões de até 8 GPa. Uma transição de fase foi observada em 1,5 GPa e em 1,0 GPa para x = 0 e x = 0,5, respectivamente, na qual a fase original P21/a passa para uma fase mais densa. A seguir, respectivamente em 5 e em 4,3 GPa, as duas estruturas sofrem amorfização induzida pela pressão, ou seja, a ordem de longo alcance é perdida pelo material. No caso do material com x = 0,5 a amorfização acontece em dois estágios, enquanto que no outro material até cerca de 7 GPa a amorfização não é completa. Os resultados apresentados nesse artigo também sugerem que com o aumento das dimensões iônicos dos íons A3+, a distorção octaédrica aumenta. Como consequência, uma maior desordem estrutural é introduzida no sistema A2(MoO4)3, onde A é um dos íons trivalentes Y, Sc, Fe. [R. Mendonça, W. Paraguassu, J. Mendes Filho, B.A. Marinkovic, A.G. Souza Filho, M. Maczka, P.T.C. Freire, Journal of Raman Spectroscopy 47, 350 – 356 (2016)].

Nitrato de glicina

Nesse trabalho o nitrato de glicina foi estudado por espectroscopia Raman até pressões de 5,5 GPa. Foram investigados modos vibracionais até cerca de 1450 cm-1. Dessa investigação observaram-se mudanças nos modos da rede nos intervalos de 1,1 a 1,6 GPa e entre 4,0 e 4,6 GPa. A primeira transição de fase foi caracterizada pelo aparecimento de bandas que podem ser associadas a modos da rede, bem como a descontinuidades nos números de onda desses modos. Este aspecto está relacionado com o fato de que uma nova simetria da célula unitária se reflete no comportamento dos modos da rede. A segunda transição de fase foi caracterizada pelo aparecimento de uma banda intensa em 55 cm-1, mas sem nenhuma mudança significativa nos modos de maior frequências. Algumas mudanças observadas em modos relacionados ao esqueleto da glicina em 1,6 GPa sugerem um rearranjamento das ligações de hidrogênio. Novamente, esse tipo de ligação parece desempenhar um papel importante na estabilidade da estrutura cristalina da família dos aminoácidos. [J.O. Carvalho, G.M. Moura, A.O. Dos Santos, R.J.C. Lima, P.T.C. Freire, P.F. Façanha Filho, Spectrochimica Acta A 161, 109 – 114 (2016)].

Valina-DL

Estudou-se o comportamento vibracional do cristal racêmico valina-DL no intervalo de pressão entre 0,1 MPa e 19,4 GPa através da espectroscopia Raman. Desse estudo verificou-se a ocorrência de mudanças nos espectros que são compatíveis com transições de fase estruturais do cristal em dois diferentes valores de pressão: (i) entre 1,1 e 1,4 GPa; (ii) em aproximadamente 8,8 GPa. Além disso, observou-se uma modificação na intensidade da banda associada ao rocking do CO2. em aproximadamente 6,6 GPa, sugerindo alguma modificação na rede de ligações de hidrogênio que mantêm as moléculas de valinas fixas em posições bem definidas na célula unitária. Finalmente, assim como já foi observado com vários outros cristais de aminoácidos, percebeu-se que as transições de fase são reversíveis. [F.S.C. Rêgo, J.A. Lima Jr., P.T.C. Freire, J. Mendes Filho, F.E.A. Melo, A. Polian, Journal of Molecular Structure 1109, 220 – 225 (2016)].

Cadeias lineares de carbono

Estudou-se o comportamento de cadeias lineares de carbono encapsulados dentro de nanotubos de carbono sob pressão. À princípio é bem difícil investigar as cadeias lineares pois estão protegidas pelos carbonos do nanotubo de paredes múltiplas. Nesse trabalho a espectroscopia Raman revelou-se uma técnica interessante porque o sinal Raman é bem intenso devido à condições de ressonância; além disso, a frequência de vibração da cadeia é bastante sensível à mudanças estruturais e eletrônicas. Observa-se que com a pressão as ligações sp2 dos carbonos do nanotubo se tornam mais fortes, enquanto que as ligações sp dos carbonos da cadeia linear ficam mais fracos. Observou-se adicionalmente que algumas cadeias se ligam irreversivelmente quando a pressão é aplicada. Esse resultados foram parte do trabalho de doutorado da pesquisadora Nádia Ferreira, do IFCE, que foi desenvolvido sob a orientação do Prof. Antonio G Souza. [N.F. Andrade, A.L. Aguiar, Y.A. Kim, M. Endo, P.T.C. Freire, G. Brunetto, D.S. Galvão, M.S. Dresselhays, A.G. Souza Filho, Journal of Physical Chemistry C 119, 10669 – 10676 (2015)].

BaHf(BO3)2

Nesse estudo o BaHf(BO3)2 foi submetido a altas pressões e analisado por espectroscopia Raman. Foi observado que ele sofre uma transição de fase entre 3,9 e 4,4 GPa e outra em aproximadamente 9,2 GPa. Acredita-se que a fase intermediária é trigonal. Os resultados sugerem também que o número de grupos BO3 passa de dois na pressão atmosférica para três na fase intermediária. Nessa fase, observa-se também uma forte dependência dos modos da rede com a pressão. Na segunda transição de fase nota-se um abaixamento da simetria trigonal, como é evidenciado pelo aumento do número de bandas. [M. Maczka, K. Szymborska-Malek, G.S. Pinheiro, P.T.C. Freire, A. Majchrowski, Journal of Solid State Chemistry 228, 239 – 244 (2015)]. 

Estrutura do BaHf(BO3)2

Vista da estrutura cristalina do BaHf(BO3)2 mostrando camadas alternadas de BaO6 e HfO6 conectados por grupos BO3 perpendiculares ao eixo c.

Treonina-L (revisitação)

Nesse estudo investigou-se o comportamento do cristal de treonina-L até pressões de 27 GPa. Foi um trabalho realizado em colaboração entre o Laboratório de Altas Pressões da UFC e o Institut de Minéralogie de Physique des Matériaux et de Cosmochimique, da Université Pierre et Marie Curie, Paris 6. O estudo revisita uma antiga investigação realizada há quase 20 anos quando o mesmo material foi investigado até cerca de 4 GPa. No presente estudo foram observadas através de espectroscopia Raman evidências de transições de fase em aproximadamente 2 GPa, entre 8,2 e 9,2 GPa e entre 14 e 15,5 GPa. Acima desse último valor de pressão o cristal apresenta-se estável até o máximo valor atingido nos experimentos. Observa-se adicionalmente modificações em modos vibracionais relacionados aos grupos CO2, NH3 e CH3, confirmando os resultados sugeridos acima. Quando se retira a pressão, observa-se que o espectro original é obtido novamente à pressão atmosférica, mostrando que as modificações são reversíveis. Assim como ocorre com a asparagina monohidratada, até a máxima pressão atingida nos experimentos não foi possível notar-se nenhum indício de que o cristal sobre amorfização. Essa pesquisa foi parte da tese de doutorado de Rocicler O. Holanda, orientada pelo Prof. José Alves Lima Jr. e defendida no Programa de Pós Graduação em Física da Universidade Federal do Ceará [R.O. Holanda, J.A. Lima Jr., P.T.C. Freire, F.E.A. Melo, J. Mendes Filho, A. Polian, Journal of Molecular Structure 1092, 160 – 165 (2015)].