Desenvolvimento de dispositivos baseado em filmes finos com luminescência persistente

• Processo: 18/26282-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2019
• Data de Término da vigência: 02 de agosto de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Lucas Carvalho Veloso Rodrigues
• Beneficiário: Douglas Lourenço Fritzen
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais nanoestruturados Filmes finos Deposição de filmes finos Luminescência Deposição química por vapor CVD
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Deposição | Filmes finos | Luminescência persistente | Nanomateriais | Nanopartículas | Materiais fotônicos

Resumo

Os materiais luminescentes são amplamente utilizados em diversas aplicações, como: sinalização de emergência, tintas luminescentes, sensores de temperatura e pressão, marcadores para ensaios biológicos, criação de filmes finos, etc. Um material luminescente é um composto que, de maneira geral converte a energia absorvida em radiação eletromagnética para uma de menor energia, exceto nos casos de absorção de dois ou mais fótons (upconversion) que gera radiação de maior energia. Esses compostos, em sua grande maioria, são encontrados como sólidos de uma matriz inorgânica dopada com um íon ativador como os lantanídeos (íons 4fn, Ln: Ce-Lu). Geralmente, tais íons ativadores são os responsáveis pelo fenômeno de fotoluminescência em matrizes cristalinas, pois podem atribuir ao material espectros de excitação e emissão muito bem definidos. Para novas aplicações, é desejada a obtenção de vidros ou dispositivos translúcidos que apresentem propriedades ópticas de luminescência persistente. Este projeto possui o foco de estudar o desenvolvimento, aplicação e propriedades de Filmes Finos Persistentes (FFP). Um filme fino é uma camada de material que pode variar entre nanômetros e micrometros de espessura. Filmes finos de metais (e.g., Al, Au, Ag, Cu, etc.), de óxidos (ZnO, SnZnO, Al2O3, TiO2 etc) e de nitretos (Si3N4, entre outros) são bastante conhecidos e possuem aplicações bem definidas e bastante relevantes, como, por exemplo, em células solares, detectores, LEDs, ornamentos, aparelhos eletrônicos, circuitos elétricos, entre outras aplicações estudadas através das propriedades de tais materiais. O desenvolvimento de filmes finos persistentes ainda não está estabelecido na literatura. Apesar da grande demanda desses filmes para novas aplicações (e.g. iluminação, conversores e armazenadores de luz para biorreatores etc.) existe uma grande dificuldade na obtenção desses filmes. Essa dificuldade não está apenas em encontrar os parâmetros de deposição adequados, mas também em todo o desenvolvimento da solução a ser depositada a partir de partículas e nanopartículas sintetizadas. Nesse sentido, o desenvolvimento de um dispositivo criado a partir de FFP depositados sob superfícies vítreas lançará luz a futuros trabalhos envolvendo suas aplicações, abrindo portas para novas linhas de pesquisa. Inicialmente será estudada a síntese de nanopartículas persistentes (Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+, Ba2MgSi2O7:Eu2+,Tm3+, Sr2Al2SiO7:Eu2+,Dy3+ e SrS:Eu2+,Sm3+), a estabilização de suspensão orgânica e aquosa de tais partículas e a deposição de filmes de materiais luminescentes em superfícies vítreas por spin coating e por wet powder spray de, tendo outras técnicas de deposição também testadas, como por chemical vapor deposition. (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)

FRITZEN, DOUGLAS L.; GIORDANO, LUIDGI; RODRIGUES, LUCAS C. V.; MONTEIRO, JORGE H. S. K.. Opportunities for Persistent Luminescent Nanoparticles in Luminescence Imaging of Biological Systems and Photodynamic Therapy. NANOMATERIALS, v. 10, n. 10, OCT 2020. (18/26282-6, 18/05280-5)

FRITZEN, DOUGLAS L.; DE MATTOS, ELAINE A.; PETRI, DENISE F. S.; TEIXEIRA, VERONICA C.; BONTURIM, EVERTON; RODRIGUES, LUCAS C., V. Flexible translucent persistent luminescent films based on Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+ cellulose ether composites. DALTON TRANSACTIONS, v. 51, n. 23, p. 6-pg., 2022-05-25. (18/05280-5, 18/26282-6)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

FRITZEN, Douglas Lourenço. Filmes transparentes apresentando a propriedade luminescência persistente. 2022. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ) São Paulo.