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Dispositivos luminescentes baseados em polímeros de coordenação

Processo: 18/09898-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2019
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2021
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Regina Celia Galvao Frem
Beneficiário:Guilherme Arroyos
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Assunto(s):Sensores   Elementos da série dos lantanídeos   Química de coordenação   Estrutura metal-orgânica   Luminescência

Resumo

Neste trabalho serão obtidos e caracterizados polímeros de coordenação luminescentes visando aplicação em sensoriamento químico e dispositivos emissores de luz. Mais especificamente, Metal-Organic Frameworks (MOFs) são polímeros de coordenação que contém cavidades na estrutura, e formam uma classe de materiais porosos multifuncionais. Os polímeros de coordenação infinitos (ICPs) são semelhantes às MOFs, porém possuem baixa cristalinidade. Entre as diversas potenciais aplicações destes materiais pode-se destacar armazenamento de gás, catálise heterogênea, sistemas de liberação de fármacos e sensoriamento. As MOFs luminescentes baseadas em lantanídeos (LnMOFs) são frequentemente estudadas para aplicação em sensoriamento e dispositivos emissores de luz.No que diz respeito ao uso como sensor, serão preferencialmente utilizados polímeros de coordenação infinitos, obtidos durante o Mestrado Acadêmico, apresentando fórmula geral [Ln3(C3O4)(C5N2O4)(H2O)4] (Ln = Sm, Eu, Tb; C3O4 = malonato; C5N2O4 = 3,5-pirazoldicarboxilato). Tratam-se de compostos porosos inéditos que já demonstraram capacidade de sensoriamento de CO2 gasoso e íons Cu(II). Quanto a aplicação de MOFs luminescentes em dispositivos emissores de luz, tanto os compostos acima descritos quanto as MOFs [Ln2(m-BDC)3(Phen)2].(DMF) (Ln = Eu, Gd, Tb; m-BDC = 1,3-benzenodicarboxilato; Phen =1,10-fenantrolina; DMF = dimetilformamida) foram escolhidos devido apresentarem alto rendimento quântico e intensa fotoluminescência em diversos comprimentos de onda da região visível, dependendo das quantidades de cada íon terra-rara presente na estrutura. Todos os compostos obtidos serão caracterizados por análise elementar, espectroscopia vibracional na região do infravermelho, análise termogravimétrica, difração de raios-X (de pó e/ou monocristal), microscopia eletrônica, fisissorção de nitrogênio e espectroscopia de luminescência.A parte final do projeto deverá versar sobre a fabricação de filmes finos e compósitos baseados nesses sólidos de coordenação luminescentes, usando preferencialmente como substratos, materiais flexíveis como a celulose bacteriana, a carbóximetilcelulose, politereftalato de etileno, entre outros. Serão investigadas diversas estratégias de crescimento dos polímeros de coordenação a fim de obter partículas com tamanho e morfologia adequadas para a produção dos filmes.