O GSC-Nano conta com 2 salas onde estão distribuídos três laboratórios:
- Sala de preparo de amostras vítreas (Clubinho da Ciência) é dedicado ao estudo de materiais amorfos, vítreos e vitrocerâmicos, com foco no desenvolvimento de novos materiais vítreos e vitrocerâmicos. As pesquisas incluem sistemas vítreos dopados com íons terras-raras e nanopartículas metálicas, estudo dos processos de cristalização em vidros, caracterização de propriedades estruturais entre outras.
- Laboratório de Síntese de Nanomateriais tem estrutura para a síntese de nanopartículas metálicas, semicondutores, perovskitas, preparação de filmes nanoestruturados a partir de rotas químicas ou processos mecânicos. As sínteses ou são feitas a temperatura ambiente ou usam uma linha Schlenk que possui controle do nível de vácuo, fluxo de nitrogênio e controle de temperatura, possibilitando a obtenção de nanopartículas com elevado controle morfológico, incluindo materiais com baixa estabilidade química frente a reações de oxidação.
Os filmes finos nanoestruturados são depositados por rotação (spin coating), drop casting e PVD (Physical Vapor Deposition) rotação (spin-coating) controlada, além de fornos para tratamento térmico em diferentes atmosferas
A técnica de spin coating é simples, reprodutiva e permite obter espessuras bastante precisas através do controle de variáveis como concentração da solução, velocidade do spinner e taxa de evaporação do solvente. Esta técnica consiste na deposição de uma solução polimérica, soluto + solvente, sobre a superfície de um substrato, que está conectado ao prato giratório do spinner através de um sistema a vácuo. Após a deposição da solução, esse prato é acionado por um motor com rotação numa dada velocidade angular e em um tempo determinado. Desse modo, a solução se espalha e o solvente é evaporado formando um filme polimérico.
A partir desse ano o GSC-Nano passa a contar com um sistema de deposição física por bombardeamento de íons-sputtering, substrato aquecido, fontes DC e RF que permitem a produção de filmes em camadas finas com alta qualidade e controle da espessura e uniformidade dos filmes (Projeto FINEP).
Os filmes obtidos no GSC-Nano podem ser caracterizados por técnicas como absorção no UV-Vis, emissão, FTIR, espalhamento micro-Raman e SERS, microscopia confocal de fluorescência, microscopia eletrônica (MEV) e microscopia de força atômica (AFM).
O laboratório conta também com balança de precisão, sistemas de bombas de vácuo, controladores de fluxo de gás, placas aquecedoras com agitadores magnéticos, capelas de exaustão, plasma cleaner para limpeza dos substratos, reator hidrotérmico, fornos e muflas para calcinação e sinterização a altas temperaturas (> 1500oC) (Projetos FAPEMIG e CNPq). Estamos adquirindo uma centrífuga para realizar as etapas de purificação dos nanomateriais (Projeto CNPq).
- Central Analítica
O Laboratório Multiusuário de Análise Térmica conta com equipamentos para caracterização, tais como um calorímetro de análise térmica (TG-DTA, DSC) acoplados a um espectrômetro FT-IR (Projeto FINEP). As análises térmicas envolvem uma série de técnicas que acompanham mudanças nas propriedades físicas ou químicas de materiais em função da temperatura. Essas técnicas são usadas como uma ferramenta de controle de qualidade em três principais áreas: caracterização, processamento (otimização e monitoramento) e desenvolvimento de materiais, estudos de estabilidade térmica, cinética, determinação de umidade e cinzas, controle de qualidade, estudos de pré-formulação, dentre outros