Caracterização e detecção de pesticidas por espectroscopia SERS

• Processo: 22/06398-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Rômulo Augusto Ando
• Beneficiário: Ana Luiza Clivatti Yamanaka
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/21070-5 - Espectroscopia vibracional com resolução espacial, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/16267-8 - Espectroeletroquímica de Campo Escuro de Nanopartículas Metálicas, BE.EP.IC
• Assunto(s): Eletroquímica Nanopartículas Agrotóxicos Espectroscopia Modelagem molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cálculos DFT | Eletroquímica | Nanopartículas | Pesticidas | Raman | Espectroscopia

Resumo

O desenvolvimento dos defensivos agrícolas foi fundamental para o aumento da produção de alimentos. Entretanto, seu uso deliberado em escala global tem causado diversos efeitos nocivos devido à contaminação de ecossistemas, tornando-se um problema ambiental e de saúde pública. Neste sentido, diferentes metodologias têm sido desenvolvidas para a detecção de quantidades traço desses compostos ou de seus produtos de degradação. Uma estratégia bastante interessante é a utilização de nanopartículas metálicas que apresentam o efeito de intensificação do sinal Raman, denominado de efeito SERS (surface enhanced Raman scattering). Além de potencialmente ser capaz de detectar concentrações da ordem de ppb do analito, graças a fatores de intensificação Raman de até 108, a técnica SERS fornece uma assinatura molecular que permite identificar qual é o composto, como ele interage com a superfície metálica, e de seus fragmentos em caso de degradação. Em particular, embora vários trabalhos reportem a detecção de pesticidas na literatura via SERS, ainda há discrepância significativa dos dados reportados, já que em muitos casos há a degradação do analito. Neste projeto, pretende-se investigar por espectroscopia SERS diferentes pesticidas, com o principal objetivo de realizar uma caracterização espectroscópica vibracional detalhada e elucidar o mecanismo de interação. A principal abordagem será utilizar nanopartículas de Ag e Au como substratos SERS e realizar a modelagem molecular via cálculos DFT. Além disso, pretende-se investigar o comportamento eletroquímico de alguns sistemas selecionados para a construção de sensores que sejam ao mesmo tempo SERS ativos e eletroativos.(AU)