Estudo da luminescência de nanopartículas de ZnGa2O4:Cr3+ produzidas por ablação por laser pulsado em meio líquido

• Autor(a) principal: Relvas, Maria da Silva
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/17862
• topic: Ablação por laser; Marcadores bioquímicos; Luminescência; Engenharia física; Galato de zinco - Nanopartículas; Diagnóstico por imagem; Espectroscopia de luminescência

As técnicas de imagiologia estão atualmente bem presentes no quotidiano do diagnóstico e estudo de processos biológicos. Os métodos espetroscópicos, como a fluorescência, são dos mais promissores para estas técnicas. Comparativamente aos marcadores biológicos utilizados hoje em dia as nanopartículas inorgânicas com luminescência persistente constituem uma alternativa viável permitindo aumentar a sensibilidade na deteção. Um dos materiais que apresenta propriedades óticas adequadas para este propósito é o galato de zinco, ZnGa2O4, dopado com crómio trivalente. Em particular, a luminescência persistente na região espetral do vermelho/infravermelho próximo reportada neste material é de interesse para imagiologia biológica. Para estas aplicações são requeridos materiais à escala nanométrica. Neste sentido diversas técnicas físicas e químicas têm sido exploradas para a produção destas nanopartículas. Neste trabalho, a técnica de ablação por laser pulsado em meio líquido foi utilizada com sucesso para a produção de nanopartículas de ZnGa2O4:Cr3+, em solução, utilizando como alvo pastilhas cerâmicas do mesmo material produzidas por reação no estado sólido. Os alvos precursores são constituídos por uma fase maioritária de espinela cúbica de galato de zinco e uma fase minoritária de β-Ga2O3. Estas fases mantiveram-se presentes nas nanopartículas produzidas por ablação e apresentam morfologia de poliedros e nanopartículas de tamanho mais reduzido no galato de zinco, e agulhas na gália. O estudo da luminescência revelou comportamentos semelhantes nas nanopartículas e nos alvos precursores. É observada uma emissão vermelha intensa do ião crómio trivalente, à temperatura ambiente, a qual é preferencialmente observada sob excitação com radiação no ultravioleta. Estudos de luminescência resolvida no tempo permitiram identificar que a luminescência persiste após duas horas e quarenta e quatro minutos depois de removida a excitação. Os resultados obtidos revelam-se bastante promissores para a aplicação das nanopartículas produzidas em biomarcadores luminescentes. Além disso, o desvio dos máximos das bandas de emissão para menor energia observado com o aumento da temperatura, abre a possibilidade da aplicação destas nanopartículas em termómetros, permitindo a monitorização da temperatura a nível celular e mostrando a potencial multifuncionalidade destas nanopartículas.