Estudos avançados de espectroscopias ópticas e de raios X para dominar os processos de transferência de carga em materiais luminescentes

• Processo: 21/05603-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Acordo de Cooperação: Research Foundation - Flanders (FWO)
• Pesquisador responsável: Lucas Carvalho Veloso Rodrigues
• Beneficiário: Lucas Carvalho Veloso Rodrigues
• Pesquisador Responsável no exterior: Philippe F Smet
• Instituição Parceira no exterior: Ghent University (UGent), Bélgica
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Danilo Manzani ; Hermi Felinto de Brito ; Leonnam Gotardo Merizio ; Verônica de Carvalho Teixeira
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/13267-4 - Controle de danos de raios-X e caracterização avançada por radiação Síncrotron em vitrocerâmicas transparente com luminescência persistente, BP.PD
• Assunto(s): Química de materiais Vitrocerâmica Materiais luminescentes Luminescência persistente Espectroscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Carreadores de carga | espectroscopia de absorção de raios X | espectroscopia de absorção transiente | Luminescência persistente | Mecanismos de armazenamento | Vidros persistentes | Química dos Materiais

Resumo

Materiais luminescentes (ou fósforos) tem a capacidade de emitir luz após o fornecimento de energia para o material. Aplicações comuns incluem iluminação de estado sólido (por exemplo, LEDs), lasers e imageamento médico. Em alguns materiais, impurezas ou imperfeições na estrutura cristalina podem criar defeitos (ou armadilhas) que estendem o tempo entre absorção e emissão de luz. Isso é explorado para aplicações como sinalizações de emergência que brilham no escuro e dosimetria de radiação. Esses materiais são normalmente otimizados para obter a maior capacidade de armazenamento possível, mas devido ao pouco conhecimento sobre o mecanismo de armadilhamento, essa otimização costuma ser feita por métodos de tentativa e erro. Nesse projeto conjunto FAPESP-FWO nós tentaremos abordar essa questão através de métodos ópticos e estruturais. Na Universidade de São Paulo, nós investigaremos a formação de materiais vitrocerâmicos com luminescência persistente com alta transparência, além da otimização do processo e suas devidas caracterizações. Na Universidade de Ghent será feita a caracterização da assinatura óptica dos carreadores de carga sendo durante o aprisionamento e liberação pelas armadilhas. Técnicas de espectroscopia ultrarápida serão aplicada como uma ferramenta nova para inferir também a dinâmica dos passos intermediários do processo. Para permitir essas medidas, serão usados os vidros preparados no Brasil visto que são necessárias amostras sem espalhamento de luz. Baseados no estudo óptico, nós esperamos ser capazes de direcionar carreadores de carga para armadilhas específicas adequadas aos fenômenos de interesse. Isso permitirá então um estudo direcionado para as propriedades das armadilhas usando espectroscopia de absorção de raios X ultrarápida no Sirius, nova fonte de radiação Síncrotron no Brasil. Os resultados desse projeto permitirão o design de materiais mais eficientes e customizáveis, que hoje são feitos por métodos de tentativa e erro. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MACHADO, RAPHAEL C. L.; FONSECA, KARINA T.; TEIXEIRA, VERONICA C.; CATALANI, LUIZ HENRIQUE; RODRIGUES, LUCAS C. V.. Development of a red persistent luminescent composite: Electrospun nanofiber polymer coating prevents emission quenching by water. MATERIALS TODAY COMMUNICATIONS, v. 35, p. 9-pg., 2023-04-21. (18/13492-2, 21/13791-2, 21/05603-1)

FONSECA, KARINA T.; SANTOS, DANILO O. A.; GARCIA, FERNANDO A.; RODRIGUES, LUCAS C. V.. Probing structural defects and X-ray induced persistent luminescence mechanisms on rare earth-doped strontium sulfide materials. DALTON TRANSACTIONS, v. 54, n. 15, p. 14-pg., 2025-03-06. (22/11983-4, 21/05603-1, 19/25665-1, 19/26689-1, 21/08111-2)

FERNANDES, ROGER GOMES; MATTOS, ELAINE DE ANDRADE; DA SILVA, VICTOR MURILO POLTRONIERI; VAN DER HEGGEN, DAVID; SMET, PHILIPPE F.; MANZANI, DANILO; TEIXEIRA, VERONICA DE CARVALHO; RODRIGUES, LUCAS CARVALHO VELOSO. Translucent persistent luminescence glass matrix composite obtained by pressureless viscous sintering. MATERIALIA, v. 38, p. 6-pg., 2024-09-12. (22/13267-4, 21/05603-1, 21/08111-2)