00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IQB Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - QUÍMICA TECNOLÓGICA E INDUSTRIAL- IQB
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Desenvolvimento de nanofribras de policaprolactona e derivado de fluoreno para utilização como sensor óptico fluorescente na detecção de explosivos nitroaromáticos
Título(s) alternativo(s): Development of polycaprolactone and fluorence derivates for use as a fluorescent optical sensor in the detection of nitroaromatic explosives
Autor(es): Santos, Anna Paula Lins dos Anjos
Primeiro Orientador: Ribeiro, Adriana Santos
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Julio Cosme Santos da
metadata.dc.contributor.referee2: Assis, Alexandro Mangueira Lima de
Resumo: As nanofibras poliméricas produzidas por eletrofiação são consideradas promissoras, vantajosas e versáteis para atuarem como sensores portáteis na detecção de várias espécies químicas. Neste trabalho, nanofibras poliméricas fluorescentes foram preparadas pela técnica de eletrofiação utilizando a policaprolactona (PCL) como matriz polimérica e o 2,2'-(9,9-dioctil-9Hfluoreno-2,7-diil)bistiofeno (FBT) como fluoróforo. Os materiais obtidos foram caracterizados a partir das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de fluorescência (FL), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análises qualitativas de extinção da fluorescência (quenching) frente a compostos explosivos de interesse forense, dentre eles o explosivo nitroaromático TNT. A membrana formada pelo compósito PCL / FBT apresentou homogeneidade, ausência de defeitos visuais e emissão de luz azul ciano uniforme por todo material, o que sugere a homogênea distribuição do fluoróforo no polímero matriz. Nas análises de MEV, observou-se ausência de defeitos estruturais e diâmetro médio das fibras de 1046 ± 400 nm, quando aplicada a tensão de 17 kV no processamento. Os espectros de fluorescência registraram que o material apresenta propriedades fluorescentes com emissão em  = 528 nm, quando excitada em 400 nm. A partir das análises de FTIR e DSC, verificou-se que a adição de FBT não alterou significativamente as características estruturais das membranas, que apresentaram propriedades similares às das nanofibras de PCL. No caso da análises termogravimétrica, foi observado que o compósito PCL / FBT apresentou um processo de degradação em duas etapas. Em relação a aplicação como sensor óptico fluorescente, a membrana foi submetida a testes frente a 5 compostos (TNT, HMX, PETN, emulsão e estopim), que foram gentilmente cedidos pelo laboratório da Perícia Oficial de Alagoas (POAL). A nanofibra exibiu o mecanismo de quenching após alguns minutos do contato com o TNT, que foi visível a olho nu com o auxílio de lâmpada de luz UV portátil (= 365 nm), resultando em uma redução na fluorescência 32,74 % após 12 minutos e de 51,74 % após 32 minutos, para = 492 nm. Portanto, aponta-se o compósito de PCL / FBT como um material promissor para ser utilizado como sensor óptico fluorescente portátil pela facilidade no processamento por eletrofiação e pelos resultados de quenching alcançados.
Abstract: Polymer nanofibers produced by electrospinning are considered promising, advantageous and versatile for application as portable sensors in the detection of various chemical species. In this work, fluorescent polymer nanofibers were prepared by the electrospinning technique using polycaprolactone (PCL) as a polymer matrix and 2,2'-(9,9-dioctyl-9Hfluorene-2,7-diyl)bistiophene (FBT) as fluorophore. The so- obtained materials were characterized by scanning electron microscopy (SEM), fluorescence spectroscopy (FL), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and qualitative analysis of fluorescence extinction (quenching) towards explosive compounds of forensic interest, among them the nitroaromatic explosive TNT. The membrane formed by the PCL / FBT composite was homogeneous, with absence of visual defects and presented an uniform cyan blue light emission throughout the material, which suggests the homogeneous distribution of fluorophore into the polymer matrix. In the SEM analysis, there was an absence of structural defects and an average fiber diameter of 1046 ± 400 nm, when the 17 kV voltage was applied in the processing. The fluorescence spectra recorded that the material has fluorescent properties with emission at  = 528 nm, when excited at 400 nm. From the FTIR and DSC analysis, it was found that the addition of FBT did not significantly alter the structural characteristics of the membranes, which showed properties, similar to those of neat PCL nanofibers. In the case of thermogravimetric analysis, it was observed that the PCL / FBT composite presented a degradation process in two stages. Regarding the application as a fluorescent optical sensor, the membrane was subjected to tests against 5 compounds (TNT, HMX, PETN, emulsion and an iniciator), which were kindly provided by the laboratory of the Official Examination of Alagoas (POAL). The nanofiber exhibited the quenching mechanism after a few minutes of contact with TNT, which was visible to the naked eye with the aid of a portable UV lamp ( = 365 nm), resulting in a 32.74 % reduction in fluorescence after 12 minutes and 51.74% after 32 minutes, to  = 492 nm. Therefore, the PCL / FBT composite is pointed out as a promising material to be used as a portable fluorescent optical sensor due to its ease of electrospinning and the achieved quenching results.
Palavras-chave: Polímeros
Fluorescência
Eletrofiação
Polymers
Electrospinning
Fluorescence
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Química Tecnológica e Industrial
Citação: SANTOS, Anna Paula Lins dos Anjos. Desenvolvimento de nanofribras de policaprolactona e derivado de fluoreno para utilização como sensor óptico fluorescente na detecção de explosivos nitroaromáticos. 2021. 74 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química Tecnológica e Industrial) - Instituto de Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/7631
Data do documento: 13-jan-2021
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