Nucleação e crescimento de nanohíbridos núcleo/casca Au@ZnS por rota coloidal aquosa mediada por carboximetilcelulose e estudo de propriedades nanofotônicas

• Autor(a) principal: Anderson Caires de Jesus
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/36739
• topic: Carboximetilcelulose; Nanopartículas de ouro; Pontos quânticos; Sulfeto de zinco; Au@ZnS; Nanofotônica; Nanohíbridos; Biossensor; Bioimagem

O desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados é de vital relevância para a solução de diversos desafios na sociedade contemporânea. Neste sentido, dispersões coloidais de pontos quânticos (QDts) de ZnS e nanopartículas de ouro (AuNPs), têm sido extensivamente estudadas devido a suas propriedades ópticas e sua capacidade de biofuncionalização. Neste trabalho, foi realizada a síntese e um amplo estudo de dispersões coloidais aquosas de AuNPs, QDts de ZnS e nanoheterojunções (Au@ZnS), por rota coloidal aquosa mediada por carboximetilcelulose (CMC). Os materiais nanoestruturados desenvolvidos foram caracterizados por técnicas morfológicas, espectroscópicas e químicas. Os resultados obtidos demonstram nanoestruturas metálicas cristalinas de diâmetro em torno de 20 nm, estáveis e com características físico-químicas, coloidais e ópticas dependentes do pH e do grau de substituição das cadeias poliméricas da CMC associado ao efeito da protonação/desprotonação dos grupos carboxilatos (COO-/COOH), no mecanismo de nucleação e crescimento coloidal. AuNPs@CMC nanoconjugados com a glicoproteína gp41 e anticorpos anti-HIV1, foram aplicados como biossensor para detecção de HIV, com sensibilidade na ordem de pM, através de espalhamento de luz em dispersão coloidal. A síntese de QDts de ZnS, apresentou nanocristais com diâmetro em torno de 3 nm e, características dependentes das condições de síntese, com significativa emissão de luz (~430 nm) e rendimento quântico (QY) de 0,3 %, sendo aplicados para bioimagem de células cancerígenas de glioma. As condições químicas da cadeia polimérica (RCOO- → COOH), juntamente com a estequiometria de reação (Zn:S), apresentou efeito fundamental na nucleação e crescimento dos QDts de ZnS@CMC, influenciando nas propriedades ópticas de absorção e emissão. A casca de ZnS nanocristalina com espessura de 2,5 nm, garantiu o confinamento quântico na nanoheterojunção Au@ZnS-CMC, resultando em emissão de luz (~430 nm), com acoplamento plasmon/éxciton e mecanismos de transferência de carga/energia na interface influenciando a ressonância plasmônica e a emissão fotoluminescente. A inclusão de íons trivalentes (In3+) na estrutura cristalina da casca, resultou em ajuste do band gap e, na supressão da emissão de luz (quenching), devido à complexa estrutura de defeitos.