A imogolite consiste numa rede de nanotubos com um diâmetro externo de ca. 2 nm e um diâmetro interno de ca. 1 nm. As paredes do tubo são formadas por folhas contínuas de Al(OH) 3
(gibbsite) e grupos de aniões de ortossilicato (O 3SiOH
). Devido à sua estrutura tubular, disponibilidade natural e baixa toxicidade, a imogolite tem aplicações potenciais em materiais compósitos poliméricos, armazenamento de gás combustível, absorventes e como suporte de catalisadores em produtos químicos de catálise.[10]
Estrutura
A estrutura atómica da imogolite foi publicada em 1972,[11] demonstrando que a imogolite apresenta uma forma tubular bem definida com um diâmetro monodisperso de aproximadamente 2 nm. Assim, a imogolite pode ser considerada como uma nanopartícula natural ou mesmo um nanomineral.
A imogolite apresenta uma estrutura nanotubular que consiste numa camada octaédrica de iões de alumínio na parte externa do tubo e uma camada tetraédrica de iões de silício na parte interna. Ao contrário da maioria dos minerais de argila, a camada tetraédrica não é composta de um conjunto de iões de silício compartilhando ligações Si-O-Si. Os átomos de silício estão ligados à camada octaédrica por três ligações Si-O-Al e estão isolados uns dos outros. Esta estrutura local muito particular é facilmente reconhecível por espectroscopia de RMN do silício.[12]
Síntese
Uma imogolite sintética, análoga química e estrutural à imogolite natural, foi produzida em laboratório em 1977,[13] muito antes de terem sido sintetizados pela primeira vez nanotubos de carbono em 1990. Desde então, muitas mudanças na estrutura e composição das imogolites sintéticas foram obtidas em laboratório, permitindo à ciência dos materiais explorar a grande diversidade de características físico-químicas e propriedades de integração com outros materiais e processos.
Em 1982 foi realizada uma síntese em que os átomos de silício foram substituídos por átomos de germânio,[14] que conduziu à obtenção de novos nanotubos análogos às imogolites, as Ge-imogolites. Desde então, muitas técnicas laboratoriais e industriais foram desenvolvidas para sintetizar Ge-imogolites em grandes quantidades,[15] de fazer variar a forma (parede simples ou dupla),[16] o comprimento dos tubos (micrométricos ou nanométricos)[17] e a sua cristalinidade (estrutuar lacunar).[18]
Estas Ge-imogolites de características variáveis e síntese controlada têm permitido grandes avanços no entendimento dos mecanismos de formação das imogolitas e de outras argilas do grupo da alofanas, na busca de novas propriedades e no estudo da toxicologia e ecotoxicologia dos nanomateriais.
↑Naganori Yoshinaga; Shigenori Aomine (1962). «Imogolite in some Ando soils». Soil Science and Plant Nutrition (em inglês). 8: 22-29. doi:10.1080/00380768.1962.10430993.
↑Cradwick, P.D.G.; Farmer, V.C.; Russel, J.D.; Masson, C.R.; Wada, K.; Yoshinaga, N. (25 de dezembro de 1972). «Imogolite, a hydrated aluminium silicate of tubular structure». Nature Physical Science (em inglês). 240: 187-189
↑Baron, P.F.; Wilson, M.A.; Campbell, A.S.; Frost, R.L. (1982). «Detection of imogolite in soils using solid state 29Si NMR». Nature (em inglês). 299: 616-618
↑Farmer, V.C.; Fraser, A.R.; Tait, J.M. (1977). «Synthesis of imogolite: a tubular aluminium silicate polymer». J. Chem. Soc. Chem. Commun. (em inglês): 462-463
Gustafsson, Jon Petter; Karltun, Erik; Bhattacharya, Prosun (1998). Allophane and imogolite in Swedish soils or why small, previously unknown, fibres influence the water quality in forests. Col: Trita-AMI., 3046 (em inglês). Stockholm: Royal Institute of Technology (KTH)
Yuan, Peng; Thill, Antoine; Bergaya, Faïza (2016). Nanosized Tubular Clay Minerals: Halloysite and Imogolite. Col: Developments in Clay Science, 7 (em inglês). [S.l.]: Elsevier. ISBN978-0-08-100293-3
Ligações externas
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