Desenvolvimento de materiais emissores de luz baseados em líquidos iônicos luminescentes de lantanídeos

• Processo: 25/05224-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Hermi Felinto de Brito
• Beneficiário: Leandro Ramos Marques
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/08111-2 - Materiais conversores de luz à base de terras raras: marcadores luminescentes, sensores e amplificadores ópticos, AP.TEM
• Assunto(s): Espectroscopia vibracional Líquidos iônicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: complexos de lantanídeos | complexos terras raras | Concentradores solares luminescentes | Espectroscopia Vibracional | líquidos iônicos luminescentes | Materiais emissores de luz | Líquidos Iônicos

Resumo

Materiais luminescentes de lantanídeos trivalentes (Ln3+) com alta eficiência de emissão são indispensáveis para a fabricação de dispositivos optoeletrônicos utilizados no desenvolvimento de tecnologias ópticas. Atualmente, concentradores solares luminescentes (LSCs) têm ganhado destaque no aumento da eficiência de células fotovoltaicas, no entanto o desempenho de LSCs depende do desenvolvimento de materiais fotônicos que possam ser incorporados em matrizes poliméricas, além de serem transparentes, quimicamente resistentes, e com alta absorção óptica. Nesse contexto, líquidos iônicos (LIs) apresentam-se como um meio para promover a emissão de radiação de íons Ln3+ e para fabricar dispositivos LSCs eficientes. Diante disso, este projeto tem como objetivo desenvolver materiais emissores de luz para aplicação em LSCs baseados em líquidos iônicos contendo íons Ln3+ (Eu3+, Tb3+ e Gd3+). Para isso, pretende-se investigar as propriedades moleculares do líquido iônico em termos da estrutura dos contracátions provenientes dos LIs, uma vez que o contraíon possui considerável influência nas propriedades ópticas e moleculares do material. Líquidos iônicos de lantanídeos serão sintetizados com base em compostos de coordenação tetrakis com ligantes ¿-dicetonatos e contra-cátions de cadeias alquílicas longas de imidazólio, pirrolidínio, piridínio, amônio quartenário e fosfônio. Esses sistemas serão estudados através das propriedades estruturais e fotofísicas, utilizando principalmente espectroscopias Raman, infravermelho, RMN, UV-Vis e de fotoluminescência, e por meio de cálculos teóricos de estrutura eletrônica baseadas em DFT (Density Functional Theory). Esse estudo permitirá otimizar a transferência de energia intramolecular e os parâmetros de intensidade experimental em complexos de lantanídeos baseados em líquidos iônicos. Por fim, os sistemas líquidos iônicos com maior rendimento quântico de emissão absoluta serão incorporados em filmes poliméricos para aplicação como dispositivos concentradores solares luminescentes. (AU)