Nanopartículas com propriedades plasmônicas: otimização de parâmetros de síntese visando sistemas monodispersos, controle morfológico, estrutural e de composição química, funcionalização de superfície e avaliação de estabilidade coloidal

• Autor(a) principal: Moraes, Daniel Angeli de
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-20042017-102736/
• topic: Controle estrutural e de composição; Monodisperse nanoparticles; Nanopartículas monodispersas; Nanopartículas plasmônica; Parâmetros de síntese; Plasmonic nanoparticles; Structural and chemical composition control; Synthesis parameters

Nanopartículas (NPs) que apresentam ressonância plasmon de superfície localizada (RPSL) são aplicáveis em diversas áreas como, por exemplo, em terapia e diagnóstico na área biomédica. Estudos e aplicações in vivo requerem que a banda plasmon (BP) ocorra na mesma região da janela terapêutica, entre 600 e 1000 nm. Esta condição pode ser atingida com a modulação da BP pelo controle da morfologia e da composição química das NPs. Os objetivos principais deste trabalho foram estudar métodos de síntese que permitissem obter maiores quantidades de materiais quando comparados aos métodos convencionais em meio aquoso, e conjuntamente avaliar os parâmetros de síntese para obter NPs com diferentes morfologias e composições almejando modular a BP para região de interesse. Obteve-se nanoesferas (NEs) de Au monodispersas com diâmetro médio de 9 nm por redução com oleilamina em solução concentrada de sais de ouro. Dispersibilidade em água com elevada estabilidade coloidal foi alcançada via um procedimento de troca de ligantes, substituindo as moléculas de oleilamina, presentes na superfície das NPs assim como sintetizadas, por moléculas de ácido 11-mecaptoundecanóico. Nanobastões (NBs) de Au (largura de 12 nm) com diferentes comprimentos (30-300 nm) foram obtidos em misturas incomuns das fases cristalinas fcc e hcp. Estes NBs apresentam duas BP no espectro UV-Vis-NIR, uma em 520 nm e outra banda alargada a partir de 800 nm atribuídas à RPSL transversal e longitudinal, respectivamente. Inicialmente, os NBs foram sintetizados utilizando oleilamina como agente redutor e surfactante, sendo posteriormente avaliado que a presença de álcool oleico ou trietilamina no meio mantiveram uma condição de crescimento-1D mantendo a forma dos nanomateriais. NEs de Ag foram obtidas em condições semelhantes às NEs de Au com a BP em torno de 420 nm. Obteve-se misturas de NEs e NBs de AuCu3 (NBs, com razão de aspecto de 3) em todas as condições estudadas, sendo posteriormente separadas. Duas BP foram observadas para os NBs de AuCu3 em 560 e 766 nm, atribuídas à ressonância transversal e longitudinal, respectivamente. NPs monodispersas de Cu1,8S com 10 nm e BP centradas em 1150 nm foram sintetizadas por injeção a quente. Uma tentativa de recobrimento com Au das NPs de Cu1,8S resultou em uma reação de substituição, formando NPs de Au2S, a qual não apresentou BP. Investigou-se sínteses de NPs Cu1,8S dopado com M (M = Fe, Al e Zn) e alguns resultados foram: i) todas amostras foram obtidas na fase digenita e com baixa dispersão de tamanho; ii) Al e Fe incorporaram na estrutura cristalina, mas aparentemente o Zn não incorporou; iii) a BP foi deslocada para maiores comprimentos de ondas em todas amostras. Em resumo, obteve-se NPs com BP na região de interesse, em quantidades maiores que as sínteses convencionais. Este trabalho contribui para a compreensão da ação de reagentes/condições experimentais sobre a composição e o controle morfológico das NPs (principalmente crescimento-1D). Ressalta-se, entre os estudos, a formação de NBs de Au na fase hcp, possibilitando futuros estudos de propriedades; o redshift da BP das NPs de Cu1,8S dopados que não eram esperados, sendo um resultado instigante para futuros estudos; e a efetiva modificação de superfície das NPs de Au que resultou em elevada estabilidade coloidal na faixa de pH entre 6 e 10, possibilitando futuras aplicações.