Estudo de matrizes poliméricas com derivados de espiropirano incorporados para aplicações em sensoriamento químico

• Autor(a) principal: MIGUEZ, Flávio Bastos
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
• Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3946
• topic: CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::QUÍMICA; Espiropirano; Cromismo; Sensor; Eletrofiação; Polímero; Lantanídeo

No presente trabalho é documentada a síntese e caracterização de seis derivados espiropiranos, com potencial de incorporação em matrizes poliméricas para sensoriamento de pH e íons lantanídeos. Entre as várias modificações estruturais possíveis que os espiropiranos podem estar sujeitos, os que contêm grupos alquilsulfonatos são comumente classificados como fotoácidos. Essas moléculas podem ser usadas para descrever o equilíbrio ácido/base e para modificar materiais em seu uso como sensores. Dois espiropiranos sintetizados contendo esse grupamento (denominados SON e SOH) tiveram suas propriedades ácido- e fotocrômicas estudadas por meio de espectroscopia UV-vis, sendo notada a presença de seus isômeros dependentes do pH e da radiação no sistema em solução. Os outros quatro espiropiranos sintetizados (SPOH, SPOCH3, SPCOOH e SPOCH3M) contém grupamentos ácido carboxílico ou álcool, sendo comumente mais utilizados para interação com íons metálicos. Esses dois conjuntos de derivados espiropiranos foram caracterizados estruturalmente por espectroscopia no infravermelho, espectroscopia Raman, ressonância magnética nuclear e espectrometria de massas. Para viabilizar aplicações práticas, é fundamental o uso de materiais como matrizes poliméricas que possuam alta área superficial, que interagem de forma mais eficiente com meios externos. Tais materiais podem ser obtidos por eletrofiação, na qual os derivados espiropiranos foram incorporados em fibras eletrofiadas de poli-ε-caprolactona (PCL), polímero biocompatível, com o objetivo de detectar vapores ácidos e básicos e íons lantanídeos por mudanças colorimétricas. As fibras obtidas tiveram suas morfologias analisadas por microscopia eletrônica de varredura e análise de ângulo de contato. Com exceção do sistema PCL-SPOCH3M, as demais fibras poliméricas de PCL contendo os derivados de espiropirano demonstraram propriedades de superfície compatíveis com sistemas hidrofóbicos. Os materiais voltados para detecção de vapores de ácidos e bases podem ser reversivelmente reutilizados de acordo com os resultados apresentados. Além disso, esses materiais demonstraram apresentar reversibilidade aos vapores de ácido e base. A combinação dos resultados, para as fibras contendo os demais espiropiranos, foi fundamental para identificar seletivamente e diferenciar, dentre todos os íons de lantanídeos, o La3+ e o Lu3+, tanto por mudanças macroscópicas (a olho nu), quanto por análises de espectroscopia de emissão.