Espectroscopia não linear em nanocristais semicondutores funcionalizados para aplicações

Resumo

O projeto visa a caracterização espectroscópica não linear em soluções de nanocristais semicondutores (quantum dots) funcionalizados para aplicações biológicas. Todo o projeto será desenvolvido no laboratório do Grupo de Lasers de Alta Potência Aplicada à Bioengenharia - IP&D na UniVap. A presente proposta, está voltada para o estudo de propriedades ópticas e térmicas de novos nanomateriais em meios biocompatíveis, visando uma posterior aplicação em materiais de interesse biomédico, como: tecidos biológicos e área odontológica. Como se trata de um tema de relevante importância científica, tecnológica e também abrangente, visto ser uma área de pesquisa recente, o estudo desses materiais é bastante promissor e com grande potencialidade de futuras aplicações. As linhas de pesquisas deste plano de trabalho, serão de caráter experimental e enfocarão o estudo de propriedades ópticas lineares e não lineares, de diferentes nanocristais semicondutores (QD) coloidais funcionalizados, diluídos em meio biocompatível (H2O), visados para aplicações biológicas. O Grupo de Lasers de Alta Potência Aplicada à Bio-Engenharia do IP&D/UniVap tem trabalhado ativamente com espectroscopia aplicada a materiais biomédicos, por exemplo: ablação de tecidos biológicos e outros estudos na área de ciências da saúde e de interesse biológico. O qual será de fundamental importância, para viabilizar aplicações futuras dos nanocristais semicondutores, cujo plano de trabalho atual, propõe estudá-los em nível de caracterização básica da espectroscopia linear e não linear. Inicialmente, realizaremos uma caracterização via absorção óptica no Vis-UV. Tais caracterizações visam verificar as possíveis alterações nas propriedades ópticas das soluções de nanopartículas, em função da concentração, pH e exposição ao laser. Como segunda etapa de nosso trabalho, implementaremos a técnica de Lente Térmica (LT), visando a caracterização de parâmetros, como: difusividade térmica, condutividade térmica, variação do índice de refração com a variação da temperatura e eficiência quântica da fluorescência. Estes estudos serão realizados em função do comprimento de onda dos feixes de prova e excitação, pH, concentração e tamanho dos QD. Os nanocristais semicondutores que serão estudados são: Tipo 1 (encapsulamento sintético) e Tipo 2 (encapsulamento natural), na presença de grupos terminais ligantes funcionalizados (amina ou carboxila) e não-funcionalizados. Serão realizadas investigações, também em variáveis de QD do Tipo 2, nomeados QD T2-MP (núcleo de três semicondutores, com encapsulamento molecular e cobertura com lipídios naturais) e QD T2-Biotina (com moléculas de biotina). Medidas de fluorescência serão utilizadas como coadjuvantes para entendimento dos processos estudados com as técnicas acima mencionadas. De uma forma geral, o resultado que pretendemos obter no final do desenvolvimento do projeto é avaliar (do ponto de vista da óptica linear e não linear) a potencialidade das soluções coloidais comerciais de nanocristais semicondutores biocompatíveis para aplicações em Biofotônica. Para isso utilizaremos a técnica de Lente Térmica, que será implementada no IP&D/UniVap. (AU)