00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Tese
Título: Propriedades ópticas de sistemas orgânicos com características multifuncionais
Título(s) alternativo(s): Optical properties of organic systems with multifunctional characteristics
Autor(es): Ferreira, Raul Lima
Primeiro Orientador: Oliveira, Italo Marcos Nunes de
metadata.dc.contributor.referee1: Moura, André de Lima
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Carlos Jacinto da
metadata.dc.contributor.referee3: Pereira, Maria Socorro Seixas
metadata.dc.contributor.referee4: Valerio, Mario Ernesto Giroldo
metadata.dc.contributor.referee5: Roman, Lucimara Stolz
Resumo: O presente estudo é dedicado à investigação de materiais orgânicos fotoluminescentes que são sensíveis às condições do meio, visando seu uso em aplicações de sensoriamento e imagem. Quatro sistemas diferentes são investigados: um derivado de ditienilpirrol contendo o fluoreno como substituinte (SNSFCA), um ponto quântico de carbono obtido a partir de cloreto de dansila (CD-DsCl), um ponto quântico carbono sintetizado a partir de um corante azóico (CDMR) e um composto polimérico de álcool polivinílico (PVA) e um ponto quântico de carbono. Usando espectroscopia UV-vis transiente e estacionária, mostramos que o SNSFCA diluído em clorofórmio sofre fotopolimerização sob fotoexcitação, que é caracterizada por mudanças nos parâmetros físicos do mecanismo fotoluminescência. Com relação ao estudo de pontos quânticos de carbono derivados de cloreto de dansila, são analisados como as condições ambientais afetam a fotoluminescência do CD-DsCl, com ênfase nos efeitos de temperatura e pH. Nossos resultados revelam que CDDsCl exibe uma fluorescência retardada termicamente ativada, que está associada a um cruzamento intersistema reverso devido à pequena diferença de energia entre os estados excitados singleto e tripleto. A ocorrência de um cruzamento intersistema no CD-DsCl é explorado para analisar a geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) de tais nanopartículas. Visando o uso de efluentes de corantes como precursores de carbono, também estudamos a síntese de pontos quânticos de carbono a partir do azocorante vermelho de metila (CDMR). Usando o método de síntese hidrotérmica, obtivemos pontos quânticos de carbono altamente dopados com nitrogênio, que apresentam emissão dependente do excitação e comportamento de supressão térmica da fluorescência. Usando microscopia confocal de fluorescência, analisa-se a possibilidade de usar CDMR na aplicação de bioimagem, considerando as células HeLa como a sonda biológica. Além disso, estudamos os efeitos da adição de CDMR nas propriedades ópticas de filmes de PVA. A partir de medições de Z-scan resolvidas no tempo, investigamos como a concentração de CDMR afeta o coeficiente termo-óptico e a difusividade dos filmes poliméricos. Os efeitos da matriz polimérica sobre as propriedades de fluorescência do CDMR também são investigados.
Abstract: The present study is devoted to the investigation of photoluminescent organic materials which are sensitive to environment conditions, envisaging their use in sensing and imaging applications. Four different systems are investigated: a dithienylpyrrole derivative bearing a fluorene substituent (SNSFCA), a carbon quantum dot obtained from dansyl chloride (CD-DsCl), a carbon quantum dot synthetized from an azodye (CDMR), and a polymeric composite of polyvinyl alcohol (PVA) and a carbon dot. Using steady-state and transient UV-vis spectroscopy, we show that SNSFCA diluted in chloroform undegoes a photopolymerization under photoexcitation, which is characterized by changes in the physical parameters of photoluminescent mechanism. Concerning the study of carbon dots derived from dansyl chloride, it is analyzed how the environment conditions affect the photoluminescence of CD-DsCl, with emphasis on temperature and pH effects. Our results reveal that CD-DsCl exhibits a thermally-actived delayed fluorescence, which is associated with a reverse intersystem crossing due to the small energy gap between singlete and triplet excited states. The occurrence of an intersystem crossing in CD-DsCl is exploited to analyze the generation of reactive oxygen species (ROS) of such nanoparticles. Envisaging the use of dye effluents as carbon precursors, we also study the synthesis of carbon dots from the methyl red azodye (CDMR). Using a hydrothermal synthesis method, we have obtained highly nitrogen-doped carbon dots, which present excitation-dependent emission and thermal-quenching fluorescence behavior. Using flurescence confocal microscopy, the possibility of use CDMR in bioimaging application is analyzed, considering HeLa cells as the biological probe. Furthermore, we study the effects of CDMR addition on the optical properties of PVA films. From time-resolved Z-scan measurements, we investigate how the CDMR concentration affects the thermal-optic coefficient and thermal diffusivity of poymeric films. The effects of polymeric matrix on the fluorescence properties of CDMR are also investigated.
Palavras-chave: Marcadores fluorescentes
Pontos quânticos de carbono
Materiais multifuncionais
Corantes
Monômeros fluorescentes
Fluorescent markers
Carbon quantum dots
Multifunctional materials
Fluorescent monomer
Dyes
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: FERREIRA, Raul Lima. Propriedades ópticas de sistemas orgânicos com características multifuncionais. 2023. 176 f. Tese (Doutorado em Física) – Programa de Pós-Graduação em Física, Instituto de Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11918
Data do documento: 21-mar-2023
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