Estudo da incorporação de pontos quânticos semicondutores em matrizes poliméricas
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Física
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Física
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Devido ao seu tamanho nanométrico e sua natureza cristalina, pontos quânticos (PQs) são materiais
com propriedades ópticas que são amplamente estudados para variados tipos de aplicações.
De outra forma, a Polianilina (PANI) é um polímero semicondutor muito conhecido,
que apresenta propriedades estruturais que fazem com que ela possa ser utilizada para diversas
aplicações. Também utilizamos o poli (ácido lático) (PLA), que é biodegradável, obtido a partir
de fontes renováveis e possui propriedades físicas e mecânicas que fazem com que possa ser
utilizado na extrusão de filamento para impressão 3D. A combinação destes materiais poliméricos
com as nanopartículas semicondutoras pode levar a formação de nanocompósitos com
características distintas dos materiais isolados. Na primeira etapa deste trabalho realizamos a
síntese química das nanopartículas semicondutoras de CdSe (PQs) com tamanhos variados. As
características ópticas dos PQs foram verificadas com as técnicas de espectroscopia de absorção
e fotoluminescência, as quais mostraram os comprimentos de onda de absorção, emissão
e o tamanho das nanopartículas. Em seguida, sintetizados os seguintes nanocompósitos em
forma de filmes, PANI/CdSe e o PLA/CdSe. Estes filmes foram caracterizados com técnicas de
microscopia e espectroscopia para estudo das vibrações das ligações, informações estruturais
e de fluorescência. As caracterizações revelaram algumas informações dos nanocompósitos,
foi possível identificar que para determinadas quantidades de PANI utilizada na formação do
filme, esta faz com que a luminescência do PQ seja minimizada. Já para o filme PLA/PQ, a
inserção das nanopartículas na matriz polimérica não causa grandes interferências no espectro
de absorção óptica. Por fim, consideramos que demais caracterizações são necessárias para a
verificação de todos os mecanismos de interação entre os PQs e as matrizes poliméricas.
Abstract
Due to their nanometric size and crystalline nature, quantum dots (QDs) are materials with optical
properties that are widely studied for various types of applications. Otherwise, Polyaniline
(PANI) is a well-known semiconductor polymer, which has structural properties that can be
attributed in different means. We also use poly (lactic acid) (PLA), which is biodegradable, obtained
from renewable sources and has physical and mechanical properties that make it possible
to be used in the extrusion of filament for 3D printing. The combination of these polymeric
materials with semiconductor nanoparticles can lead to the formation of nanocomposites with
different characteristics from the isolated materials. In the first stage of this work, we performed
the chemical synthesis of CdSe semiconductor nanoparticles (QDs) with varying sizes.
The optical characteristics of QDs were verified with absorption spectroscopy and photoluminescence
techniques, which showed the wavelengths of absorption, emission and the size of the
nanoparticles. The following nanocomposites in the form of films, PANI/CdSe and PLA/CdSe
were synthesized. These films were characterized by microscopy and spectroscopy techniques
to study the vibrations of the bonds, structural and fluorescence information. The characterizations
revealed some information about the nanocomposites, it was possible to identify that, for
certain amounts of PANI used in the formation of the film, it make the luminescence of the QD
to be minimized. For the PLA/QD film, the insertion of the nanoparticles in the polymeric matrix
does not cause major interference in the optical absorption spectrum. Finally, we consider
that further characterizations are necessary to verify all the mechanisms of interaction between
the QDs and the polymeric matrices.
Descrição
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Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
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DOI
Citação
DIAS, J. G. Estudo da incorporação de pontos quânticos semicondutores em matrizes poliméricas. 2020. 85 p. Dissertação (Mestrado em Física)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2020.
