A ação de zonas de cisalhamento na disponibilização natural de nanoplaquetas de grafita: o exemplo dos metadolomitos do Grupo Itaiacoca e dos xistos do Grupo Dom Silvério / The action of shear zones in the natural availability of graphite nanoplatelets: the example of the metadolomites of the Itaiacoca Group and the mica schist of the Dom Silverio Group

Augusto Gonçalves Nobre, José Armando Espinosa Martínez, Mauro César Terence, Odila Florêncio

Resumo


A partir da obtenção do grafeno, da descoberta de suas propriedades e das possibilidades tecnológicas que esse material pode possibilitar para inovações nas próximas décadas, houve o início de uma corrida por técnicas para sua síntese, como forma de possibilitar a sua produção em massa. Por conta da instabilidade de sua estrutura e dos rigorosos controles ambientais que são necessários para a sua fabricação, passou-se a considerar como material substituto do grafeno em diversas aplicações as nanoplaquetas de grafita que podem estar disponibilizadas naturalmente e possuem especial ocorrência associada às zonas de cisalhamento geológicas. Considerando o contexto de interesse científico, econômico e tecnológico, este trabalho teve como objetivo caracterizar e comparar duas ocorrências de grafita: (i) nos metadolomitos do Grupo Itaiacoca, no estado do Paraná, e (ii) nos grafita-quartzo-mica xistos do Grupo Dom Silvério, em Minas Gerais; respectivamente relacionadas à Zona de Cisalhamento Itapirapuã e à Zona de Cisalhamento Dom Silvério, como mecanismo de disponibilização natural de nanoplaquetas de grafita. Os metadolomitos do Grupo Itaiacoca se mostraram mais interessantes na disponibilidade das nanoplaquetas pelas condições metamórficas mais brandas em que se deu o cisalhamento, pela granulação mais fina da rocha e pela assembleia mineral favorável à clivagem da grafita.


Palavras-chave


Nanoplaquetas de Grafita, Nanomateriais, Mineralogia Industrial, Materiais Bidimensionais, Recursos Minerais.

Texto completo:

PDF

Referências


ALENCAR, A. B.; BARBOZA, A. P. M.; ARCHANJO, B. S.; CHACHAM, H.; NEVES, B. R. A. Experimental and theoretical investigations of monolayer and few-layer talc. 2D Materials, v. 2, n. 1, p. 015004, 2015.

AZIZA, Z. B.; ZHANG, Q.; BAILLARGEAT, D. Graphene/mica based ammonia gas sensors. Applied Physics Letters, v. 105, n. 25, p. 254102, 2014.

ČAPKOVÁ, P.; MATĚJKA, V.; TOKARSKÝ, J.; KUTLÁKOVÁ, K. M.; PEIKERTOVÁ, P.; NEUWIRTHOVÁ, L.; KULHÁNKOVÁ, L.; BENO, J.; STÝSKALA, V. Electrically conductive aluminosilicate/graphene nanocomposite. Journal of the European Ceramic Society, v. 34, n. 12, pp. 3111-3117, 2015.

FERRARI, A. C. Raman spectroscopy of graphene and graphite: Disorder, electron–phonon coupling, doping and nonadiabatic effects. Solid state communications, v. 143, n. 1-2, p. 47-57, 2007.

FERRARI, A. C.; MEYER, J. C.; SCARDACI, V.; CASIRAGHI, C.; LAZZERI, M.; MAURI, F.; PISCANEC, S.; JIANG, D.; NOVOSELOV, K. S.; ROTH, S.; GEIM, A. K. Raman spectrum of graphene and graphene layers. Physical review letters, v. 97, n. 18, p. 187401, 2006.

FOSSEN, H.; CAVALCANTE, G. C. G. Shear zones – A review. Earth-Science Reviews, v. 171, p. 434-455, 2017.

GEIM, A. K. Graphene: status and prospects. Science, v. 324, n. 5934, p. 1530-1534, 2009.

GEIM, A. K.; NOVOSELOV, K. S. The rise of graphene. In: Nanoscience and technology: a collection of reviews from nature journals, p. 11-19. 2010.

GENG, Y.; WANG, S. J.; KIM, J. K. Preparation of graphite nanoplatelets and graphene sheets. Journal of colloid and interface science, v. 336, n. 2, p. 592-598, 2009.

GHASEMI, F. A.; GHASEMI, I.; MENBARI, S.; AYAZ, M.; ASHORI, A. Optimization of mechanical properties of polypropylene/talc/graphene composites using response surface methodology. Polymer Testing, v. 53, p. 283-292, 2016.

JORDT-EVANGELISTA, H. O grupo Dom Silvério, SE de Minas Gerais: petrografia, metamorfismo, geoquímica e geologia econômica. R. Escola de Minas, v. 45, n. 1-2, p. 140-142, 1992.

LI, C.; WANG, R.; XU, H.; LU, X.; KONISHI, H.; HE, K. Interstratification of graphene-like carbon layers within black talc from Southeastern China: Implications to sedimentary talc formation. American Mineralogist, v. 101, n. 7, p. 1668-1678, 2016.

LIPPERT, G.; DABROWSKI, J.; YAMAMOTO, Y.; HERZIGER, F.; MAULTZSCH, J.; LEMME, M. C.; MEHR, W.; LUPINA, G. Molecular beam growth of micrometer-size graphene on mica. Carbon, v. 52, p. 40-48, 2013.

MA, R.; SASAKI, T. Nanosheets of oxides and hydroxides: Ultimate 2D charge‐bearing functional crystallites. Advanced materials, v. 22, n. 45, p. 5082-5104, 2010.

MANIA, E.; ALENCAR, A. B.; CADORE, A. R.; CARVELHO, B. R.; WATANABE, K.; TANIGUCHI, T.; NEVES, B. R. A.; CHACHAM, H. CAMPOS, L. C. Spontaneous doping on high quality talc-graphene-hBN van der Waals heterostructures. 2D Materials, v. 4, n. 3, p. 031008, 2017.

MOTTANA, A.; SASSI, F. P.; THOMPSON, J. B.; GUGGENHE, S. Micas: Crystal chemistry & metamorphic petrology. Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2002.

PERES, G. G.; ALKIMIM, F. F.; JORDT-EVANGELISTA, H. The southern Araçuaí belt and the Dom Silvério Group: geologic architecture and tectonic significance. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 76, n. 4, p. 771-790, 2004.

RUDENKO, A. N.; KEIL, F. J.; KATSNESON, M. I. LICHTENSTEIN, A. I. Graphene adhesion on mica: Role of surface morphology. Physical Review B, v. 83, n. 4, p. 045409, 2018.

SAUNITE, D. M.; BELLO, R. M. S.; ANDRADE, F. R. D.; SZABÓ, G. A. J. Metadolomitos talcificados do Grupo Itaiacoca, Paraná: regime de fluidos e implicações genéticas. Geologia USP. Série Científica, v. 11, n. 1, p. 171-187, 2011.

SCHULTZ, R. A.; FOSSEN, H. Terminology for structural discontinuities. AAPG bulletin, v. 92, n. 7, p. 853-867, 2008.

SHIM, J.; LUI, C. H.; KO, T. Y.; YU, Y. J.; KIM, P.; HEINZ, T. V.; RYU, S. Water-gated charge doping of graphene induced by mica substrates. Nano letters, v. 12, n. 2, p. 648-654, 2012.

SZABÓ, G. A. J.; ANDRADE, F. R. D.; GUIMARÃES, G. B.; CARVALHO, F. M. S.; MOYA, F. A. As jazidas de talco no contexto da história metamórfica dos metadolomitos do Grupo Itaiacoca, PR. Geologia USP. Série Científica, v. 5, n. 2, p. 13-31, 2006.

TROMPETTE, R. EGYDIO-SILVA, M.; TOMMAI, A.; VAUCHEZ, A.; UHLEIN, A. Amalgamação do Gondwana Ocidental no Panafricano-Brasiliano e o papel da geometria do Cráton do São Francisco na arquitetura da Faixa Ribeira. Revista Brasileira de Geociências, v. 23, n. 3, p. 187-193, 1993.

YAKOBSON, B. I.; DING, F. Observational geology of graphene, at the nanoscale. Acs Nano, v. 5, n. 3, p. 1569-1574, 2011.




DOI: https://doi.org/10.34188/bjaerv3n4-031

Apontamentos

  • Não há apontamentos.