Nanopartículas luminescentes multimodais de vanadatos de terras raras para termometria e sensoriamento de espécies reativas de oxigênio

Autor(es)

Rafael Vieira Perrella

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química
• Data de defesa: 2022-01-11

Membros da banca

Paulo Cesar de Sousa Filho; Fernando Aparecido Sígoli; Ivo Milton Raimundo Júnior; Hermi Felinto de Brito; Danilo Manzani

• Orientador: Paulo Cesar de Sousa Filho

Resumo

Nanopartículas luminescentes à base de íons terras raras compõem uma classe de materiais amplamente estudados para o desenvolvimento de sensores ópticos multimodais. Tais sensores possuem a capacidade de gerar respostas frente à modificação de diferentes variáveis, que podem ser desde observáveis físicas até espécies de interesse biológico. Embora a elaboração destes materiais funcionais seja atrativa do ponto de vista de aplicação, os processos de síntese que levam à formação dos nanocristais ainda necessitam ser melhor controlados. Desse modo, neste trabalho buscou-se caracterizar as propriedades microestruturais de nanopartículas de ortovanadato de terras raras (YVO4:TR3+) obtidas por metodologias de coprecipitação coloidal. O impacto destas propriedades (densidade de defeitos, não-estequiometria na razão molar TR/V e volume de celas unitárias) nas características estruturais e luminescentes das partículas foi sistematicamente estudado para descrever efeitos nunca antes relatados, como a luminescência do Tb3+ no YVO4. A partir da compreensão do processo de síntese, e do controle da composição química e cristalinidade dos sólidos, foi possível preparar nanocristais que apresentaram respostas luminescentes frente a variações de temperatura e na concentração de espécies reativas de oxigênio (EROs). A elevada estabilidade térmica e o baixo grau de agregação permitiram o sensoriamento termométrico em uma ampla faixa de temperaturas para partículas na forma de pó (77 – 673 K) e na forma coloidal (288 – 343 K). Os nanotermômetros luminescentes forneceram respostas estáveis, repetitivas e altamente sensíveis em toda a faixa monitorada. Enquanto isso, intensidades de emissão dependentes da concentração de H2O2 demonstraram a potencialidade das partículas propostas em atuar como sensores de EROs. Assim, considera-se que os resultados apresentados neste trabalho contribuem significativamente para o melhor entendimento sobre a síntese de nanopartículas de YVO4:TR3+, bem como sobre sua aplicação em sensoriamentos luminescentes (AU)

• Processo FAPESP: 17/19909-0 - Nanopartículas luminescentes multimodais para termometria e sensoriamento de espécies reativas de oxigênio
• Beneficiário: Rafael Vieira Perrella
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado