Materiais híbridos hóspede-hospedeiro e sistemas supramoleculares nanoestruturados para aplicações fotônicas e biofotônicas

• Processo: 20/05627-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de fevereiro de 2021 - 31 de janeiro de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Andrea Simone Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez
• Beneficiário: Andrea Simone Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Kassio Papi da Silva Zanoni ; Leandro Piaggi Ravaro
• Auxílios(s) vinculado(s): 22/07233-0 - Sensores químicos e biológicos baseados em nanopartículas por conversão ascendente de energia: da funcionalização de superfícies aos dispositivos, AP.R
• Assunto(s): Propriedades ópticas Luminescência Compostos organometálicos Processo sol-gel Pontos quânticos Íons terras raras Fotônica Biofotônica Materiais híbridos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: complexos organometálicos | Íons Terras Raras | Método sol-gel | nanopartículas por upconversion | quantum dots | sistemas supramoleculares | Propriedades ópticas e luminescentes da matéria

Resumo

No Laboratório de Espectroscopia de Materiais Funcionais (LEMAF) do IFSC/USP realizamos pesquisa interdisciplinar na área de de materiais ópticos e luminescentes com aplicações fotônicas e biofotônicas. Entre os materiais alvo estão: 1) Vidros e vitrocerâmicas dopados com íons terras raras trivalentes TR3+ para cintiladores, concentradores solares e sensores; 2) Híbridos hóspede-hospedeiros baseados em espécies moleculares emissivas imobilizadas em matrizes mesoporosas, e sistemas supramoleculares fotoresponsivos com vistas as aplicações em bioimageamento, terapia fotodinâmica, biosensores, dispositvos de iluminação. O projeto visa buscar recursos para realizar expressivos avanços na linha (2) através de um time de 6 colaboradores diretamente envolvidos (3PDs, 2DRs, 1IC) e estreitas colaborações no Brasil e no exterior. Propõe-se a obtenção, caracterização e, quando factível, a montagem de protótipos baseados em: i) Filmes e monolitos de matrizes silicatos ou organo-silicatos obtidas por sol-gel e carregadas com complexos emissores tripletos de Ir(III) e Pt(II) com alto rendimento quântico do azul ao vermelho, em concentrações otimizadas para prover dispersão ou agregação molecular, visando aplicações em e.g. geração de luz branca e aprimoramento de células solares orgânicas. ii) Nanopartículas de NaYF4 dopadas com Er3+/Yb3+ e Tm3+/Yb3+ operando por conversão ascendente de energia (UCNPs) associadas a espécies susceptíveis a transferência de energia resonante (LRET), visando o desenvolvimento de sensores em papel (micropads) para bactérias patogênicas. iii) Nanoestruturas supramoleculares baseadas nas UCNPs decoradas com ciclodextrina e azobenzeno (AZO), na presença de NPs metálicas de Au, para avaliar a resposta luminescente susceptível ao efeito plasmônico, viabilizado (ou impedido) pela foto-resposta conformacional cis-trans do "interruptor" AZO que leva à montagem/desmotagem do sistema. iv) Pontos quânticos de CdTe e CdS para geração de HHG - harmônicos de alta ordem via plasmon induzido por lasers de femtosegundo. (AU)