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Síntese e Caracterização de Quantum Dots de ZnO Incorporados em Filmes de Poliuretano
Crislaine Sandri, Lizandra Maria zimmermann

Última alteração: 2016-10-04

Resumo


A nanotecnologia se tornou uma ciência aplicada que vem contribuindo para vários setores e processos industriais. Dentre as nanopartículas existe uma classe, conhecida por Quantum Dots (QDs), onde as partículas exibem propriedades espectroscópicas diferentes dependente do tamanho, estrutura e características da superfície. QDs são nanopartículas de material semicondutor que sofrem confinamento nas três dimensões espaciais, de tamanho que variam de 2 a 10 nm, que podem ser preparadas com combinações de átomos dos grupos II-VI ou III-V. O tamanho reduzido causa o confinamento quântico dos elétrons e buracos (éxciton), e é responsável pelas propriedades singulares das partículas, como elevada absorção, larga região do espectro de excitação e estreitas bandas de emissão e fotoestabilidade. Com o objetivo de apresentar materiais que não gerem impacto ambiental, esta pesquisa busca utilizar QDs de óxido de zinco (ZnO), um semicondutor transparente e não tóxico, que pode ser preparado em solventes alcoólicos ou em água, com propriedades atrativas para aplicações em áreas que exploram a característica de biocompatibilidade, como marcador biológico, protetor solar, visualização do funcionamento celular e agente de contraste. Este projeto explora a incorporação de QDs de ZnO obtidos através do método sol-gel em matrizes de Poliuretano, a fim de aprimorar o desempenho e proporcionar características diferentes ao material. A combinação de QDs na matriz polimérica faz com que o material absorva radiação da luz UV e apresente atividade antimicrobiana, além de fotoestabilidade e emissão de fluorescência. O desafio da pesquisa é desenvolver uma rota sintética de QDs com diâmetros estáveis em condições compatíveis com filmes poliméricos. Para garantir que o material seja homogêneo e apresente as características desejadas, foram realizados vários estudos a respeito das variáveis envolvidas no processo de preparação dos filmes e dos QDs, como os solventes envolvidos, temperatura de preparo, modo de secagem, agentes dopantes, estabilizantes, reagentes e diferentes concentrações. Os QDs foram caracterizados por análises de fluorescência quantitativas e espectroscopia UV-vis, a última permitindo estimar o diâmetro médio devido a dependência da absorção no comprimento de onda com o tamanho das partículas. Para os filmes foram feitas medidas no espectrofotômetro de refletância, capaz de medir a transmissão dos raios UV direto ou difuso e quantificar a capacidade do ZnO em absorver este tipo de radiação. As propriedades antimicrobianas foram avaliadas comparando a contagem do número de colônias de microrganismos em filmes com e sem QDs de ZnO. Os filmes podem ser destinados para produção de bloqueadores de luz UV, embalagens alimentícias e uso na área médica devido a ação antimicrobiana. O material ainda apresenta as vantagens de ser fluorescente, deixando aberta a possibilidade para mais aplicações.

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