Novas metodologias de síntese de vitrocerâmicas combinando luminescência por conversão ascendente intensificada por plasmon e luminescência persistente

• Processo: 24/21790-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Lucas Carvalho Veloso Rodrigues
• Beneficiário: Nataly Soares Santos
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/11983-4 - Espectroscopias com intensificação de sinal: nanomateriais, teoria e simulação computacional, AP.TEM
• Assunto(s): Materiais compósitos Luminescência Luminescência persistente Plasmons Vidro Materiais luminescentes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: compósitos | luminescência | Luminescência persistente | plasmon | Upconversion | vidros | Materiais Luminescentes

Resumo

Materiais para armazenamento de luz podem liberar energia previamente armazenada na forma de luz sob diferentes estímulos, como energias térmica, óptica ou mecânica. Quando o principal estímulo é a energia térmica em temperatura ambiente, eles são chamados de materiais com Luminescência Persistente e são amplamente aplicados em dispositivos que brilham no escuro ou em sinalizações de segurança sem necessidade de eletricidade. Esses materiais também apresentam grande potencial de aplicação em fotocatálise, bioimagem in vivo, terapia diagnóstica (teranóstica) ou sensores de pressão. Esse fenômeno ocorre devido ao aprisionamento de portadores de carga em defeitos durante a absorção de luz (luz visível, radiação UV, feixe de elétrons, feixe de plasma, raios X, etc.).Apesar da existência de diversos materiais eficientes, há uma grande lacuna na área de materiais com luminescência persistente induzida por infravermelho próximo (NIR). Recentemente, nosso grupo desenvolveu uma abordagem que combina materiais de upconversion eficientes com um material de luminescência persistente excitado na região verde, permitindo a geração de luminescência persistente sob irradiação no NIR. Contudo, o fenômeno de upconversion possui baixa eficiência, e o processo de transferência de energia radiativa utilizado nessa abordagem exige que as partículas de upconversion e luminescência persistente estejam próximas umas das outras.Este projeto busca produzir vitrocerâmicas combinando nanopartículas de upconversion e luminescência persistente, visando compósitos capazes de emitir luz por horas após a irradiação NIR. Para melhorar a eficiência da upconversion, nanopartículas de ouro e/ou prata serão combinadas com os materiais de upconversion. Essa melhoria será causada pelo aprimoramento plasmônico do efeito de upconversion, que tem sido estudado na última década, embora seus mecanismos ainda não sejam completamente compreendidos. Para isso, o primeiro desafio é a síntese de nanomateriais com luminescência persistente dispersíveis, tanto fora quanto dentro do vidro. O projeto busca produzir os compósitos por meio de duas abordagens: i) fusão do vidro combinada com as nanopartículas e ii) cristalização dos materiais de luminescência persistente e upconversion nas matrizes vítreas. Por fim, um dos objetivos do projeto é implementar novas metodologias de caracterização de vidros persistentes utilizando as linhas de luz do Sirius Carnaúba, Quati e Imbuia.