Multifunctional Platform Based on a Copper(I) Complex and NaYF4:Tm3+,Yb3+Upconverting Nanoparticles Immobilized into a Polystyrene Matrix: Downshifting and Upconversion Oxygen Sensing

Autor(es)

Ravaro, Leandro P. ; Arai, Marylyn S. ; Maia, Lauro J. Q. ; Dousti, M. Reza ; de Oliveira Santiago, Pedro Henrique ; Ellena, Javier ; de Camargo, Andrea S. S.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES; v. N/A, p. 11-pg., 2022-10-17.

Resumo

This work presents an innovative approach to obtain a multifunctional hybrid material operating via combined anti-Stokes (upconversion) and Stokes (downshifting) emissions for oxygen gas sensing and related functionalities. The material is based on a Cu(I) complex exhibiting thermally activated delayed fluorescence emission (TADF) and infrared-to-visible upconverting Tm3+/Yb3+-doped NaYF4 nanoparticles supported in a polystyrene (PS) matrix. Excitation of the hybrid material at 980 nm leads to efficient transfer of Tm3+ emission in the ultraviolet/ blue region to the Cu(I) complex and consequently intense green emission (560 nm) of the latter. Additionally, the green emission of the complex can also be directly generated with excitation at 360 nm. Independently of the excitation wavelength, the emission intensity is efficiently suppressed by the presence of molecular oxygen and the quenching rate is properly characterized by the Stern-Volmer plots. The results indicate that the biocompatible hybrid material can be applied as an efficient O2 sensor operating via near-infrared or ultraviolet excitation, unlike most optical oxygen sensors currently available which only work in downshifting mode. (AU)

• Processo FAPESP: 21/10066-5 - Estudo cristalográfico e estrutural de novas substâncias com potenciais atividades biológicas
• Beneficiário: Pedro Henrique de Oliveira Santiago
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros
• Beneficiário: Edgar Dutra Zanotto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 21/11531-3 - Sensores portáteis baseados em nanomateriais para detecção de doenças infecciosas e câncer
• Beneficiário: Marylyn Setsuko Arai
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 20/05627-5 - Materiais híbridos hóspede-hospedeiro e sistemas supramoleculares nanoestruturados para aplicações fotônicas e biofotônicas
• Beneficiário: Andrea Simone Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/24727-7 - Novos materiais ópticos baseados em Complexos Polinucleares de Clusters de Haleto de Cobre(I) imobilizados em matrizes hospedeiras sólidas
• Beneficiário: Leandro Piaggi Ravaro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/12588-9 - Biossensores ópticos para detecção rápida de bactérias patogênicas
• Beneficiário: Marylyn Setsuko Arai
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado