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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/15797
Tipo: | Dissertação |
Título: | Investigação das propriedades luminescentes de pontos quânticos de carbono derivados de dansilamida |
Autor(es): | Braga, Lavínia Malta |
Primeiro Orientador: | Oliveira, Italo Nunes de |
metadata.dc.contributor.referee1: | Dantas, Noélio Oliveira |
metadata.dc.contributor.referee2: | Ferreira, Raul Lima |
Resumo: | O desenvolvimento de nanomateriais multifuncionais livres de metais pesados é um tema contínuo na comunidade científica, fornecendo resultados relevantes em bioimagem, detecção, tratamento de microrganismos patogênicos, ciência forense e criação de dispositivos optoeletrônicos, com menor impacto ambiental. Propriedades como dependência e independência da fonte de excitação para um fluoróforo são de interesse devido ao potencial para produzir nanopartículas biocompatíveis específicas. Os pontos quânticos de carbono são um desses materiais, conhecidos principalmente por suas propriedades de emissão de fluorescência. No entanto, há relatos de pontos quânticos de carbono que exibem fosforescência, caracterizada por luminescência de alta intensidade e longa duração. Assim, torna-se de interesse a exploração de pontos quânticos de carbono co-dopados com ótimas propriedades luminescentes sintetizados por meio de uma rota de síntese simples. Neste estudo, pontos quânticos de carbono usando dansilamida como precursor foram sintetizados, visando obter nanopartículas altamente fluorescentes e investigar suas potenciais aplicações ópticas. Por meio do método sintético hidrotérmico, obtivemos pontos quânticos de carbono co-dopados com nitrogênio, enxofre e cloro, que exibem emissão entre azul e verde com rendimento quântico de 27,46% sob fotoexcitação a 375 nm. Para caracterizar os pontos quânticos de carbono obtidos (CD-DNSA), foram utilizadas técnicas como microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM), espectroscopia no infravermelho, espectroscopia de fotoelétrons de raios X, e espectroscopia UV-Vis. Além disso, a sensibilidade da fluorescência dos pontos quânticos de carbono a íons e condições ambientais foi investigada, com foco na polaridade, pH e temperatura do líquido portador. Consequentemente, analisamos a viabilidade de usar o CD-DNSA para detecção de temperatura e pH, determinando as sensibilidades absoluta e relativa e a estabilidade das nanopartículas na faixa de temperatura dos sistemas biológicos e ao longo da escala de pH. Portanto, no presente trabalho, obtivemos pontos quânticos de carbono altamente fluorescentes dopados com heteroátomos, exibindo sensibilidade ao potencial de hidrogênio, dois mecanismos na resposta da intensidade com as variações de temperatura e baixa sensibilidade à polaridade. Além disso, o CD-DNSA no estado sólido demonstrou fosforescência à temperatura ambiente quando incorporado em matrizes poliméricas, como PVA e celulose, bem como em tinta, indicando potenciais aplicações no combate a contrafação. |
Abstract: | The development of multifunctional nanomaterials free of heavy metals is an ongoing topic in the scientific community, yielding relevent results in bioimaging, sensing, treatment of pathogenic microorganisms, anti-counterfeiting, and the creation of optoelectronic devices with reduced environmental impact. Properties such as excitation dependency and independency of a fluorophore are of interest due to the potential to produce specific biocompatible nanoparticles. Carbon dots are one such material, primarily known for their fluorescence emission properties. However, there are reports of carbon dots exhibiting afterglow, characterized by high-intensity and long-lasting luminescence. Thus, it becomes of interest to explore co-doped carbon dots with excellent luminescent properties synthesized through a simple synthesis route. In this study, carbon dots using dansyl amide as a precursor were synthesized, aiming to obtain highly fluorescent nanoparticles and investigate their potential optical applications. By employing the hydrothermal synthetic method, we obtained carbon dots co-doped with nitrogen, sulfur, and chlorine, which exhibit blue-green emission with a quantum yield of 27.46% upon photoexcitation at 375 nm. To characterize the obtained carbon dots (CD-DNSA), techniques such as high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), infrared spectroscopy, X-ray photoeletronic spectroscopy, and UV-Vis spectroscopy were utilized. Additionally, the sensitivity of the carbon dots’ fluorescence to ions and environmental conditions was investigated, focusing on the polarity, pH, and temperature of the carrier liquid. Consequently, we analyzed the feasibility of using CD-DNSA for temperature and pH detection by determining the absolute and relative sensitivities and stability of the nanoparticles within the temperature range of biological systems and across the pH scale. Therefore, in the present work, we obtained highly fluorescent carbon dots doped with heteroatoms, displaying sensitivity to hydrogen potential, a non-trivial response of its intensity to temperature variations, and low sensitivity to polarity. Furthermore, CD-DNSA in solid-state demonstrated room temperature phosphorescence when incorporated into polymeric matrices, such as PVA and cellulose, as well as in ink, indicating potential applications in anti-counterfeiting. |
Palavras-chave: | Pontos químicos de carbono Fosforescência Luminescências Dansilamida Carbon dots, dansyl amide room temperature phosphorescence |
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: | BRAGA, Lavínia Malta . Investigação das propriedades luminescentes de pontos quânticos de carbono derivados de dansilamida. 2025. 82 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada) - Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física da Matéria Condensada, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/15797 |
Data do documento: | 5-jul-2024 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF |
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