Desenvolvimento de materiais nanoparticulados de tantalatos de terras raras dopados com íons lantanídeos para aplicações em Fotônica

Resumo

O objetivo deste projeto de pesquisa é a preparação de nanopartículas luminescentes à base de tantalatos de terras raras dopadas com íons lantanídeos (Ln3+), buscando obter materiais multifuncionais que possam atuar em Fotônica e Biofotônica. Os materiais serão preparados utilizando a metodologia de sol-gel a partir de precursores alcóxidos. O foco deste trabalho é o estudo das propriedades estruturais e espectroscópicas e os materiais sintetizados poderão ter aplicação em áreas da Fotônica e da Biofotônica, especialmente no setor de Saúde, atuando como marcadores ópticos e conversores de energia para potencial aplicação em teranóstica. A preparação e caracterização estrutural e espectroscópica em função da composição, dopagem e tratamento térmico constituem a base do estudo acadêmico dando continuidade aos promissores resultados obtidos anteriormente em nosso grupo. Para tal finalidade, será realizado um estudo sistemático das propriedades ópticas, estruturais, morfológicas e espectroscópicas (vibracional e eletrônica). Uma vez que uma das principais finalidades deste trabalho será a aplicação em sistemas biológicos, para a dopagem destes materiais serão utilizados lantanídeos que apresentem emissão nas chamadas de janelas de transparência biológica na região do infravermelho próximo. Luminescência na região do visível também será estudada visando o grande potencial de emissão decorrente de processos de conversão ascendente de energia, possibilitando a aplicação como conversores de radiação do infravermelho para o visível. Serão explorados estudos da dependência das propriedades luminescentes em função da dopagem, resultando em diferentes estruturas cristalinas conforme a concentração e natureza do íon dopante terra rara. Paralelamente, será realizado um estudo destes mesmos materiais a partir da excitação com raios X, visando suas aplicações como cintiladores. Posteriormente, um estudo sistemático sobre o controle morfológico para a formação das nanopartículas será realizado, visando aplicação em sistemas biológicos. Será feita a avaliação da citotoxicidade e aplicação das partículas como conversores de luz para aplicação em teranóstica. (AU)