Crescimento de nanopartículas de ouro em substrato de sílica para futura aplicação em sensores ópticos

• Autor(a) principal: Pereira, Júlia de Carvalho
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9090
• topic: Química; Nanotecnologia; Materiais nanoestruturados; Detectores; Ouro; Nanotechnology; Nanostructured materials; Detectors; Gold

Nanopartículas (NPs) são consideradas materiais relativamente novos, pois são produzidas a partir de compostos já conhecidos, mas que, devido às pequenas proporções, possuem propriedades diferenciadas das do sólido bulk. Há vários métodos de síntese de NPs, podendo ser físicos, químicos ou biológicos. Dentre as NPs metálicas, as de ouro são as mais estudadas e aplicadas, sendo que nestas aplicações, está incluído seu uso em sensores de fibra óptica. Controlando algumas características das NPs, como tamanho médio e forma, acredita-se que pode-se chegar a aumentar a sensibilidade e sensitividade de um sensor. A banda de absorção de um determinado conjunto de NPs metálicas depende do tamanho, da forma, do metal que compõe a nanopartícula e de outros fatores, como o meio que as circunda. Esta banda de absorção ocorre na região do espectro visível para ouro, prata e cobre, e é denominada banda plasmon, ocorrendo em função da ressonância dos elétrons de superfície frente à exposição a radiação eletromagnética de comprimento de onda específico. A ocorrência da banda plasmon faz com que sensores com NPs depositadas na superfície diferenciem pequenas mudanças no índice refrativo próximas à superfície do sensor. Ao aplicar uma camada de NPs de ouro na superfície da fibra óptica, pode-se criar um sensor de ressonância plasmon superficial altamente eficiente. O objetivo deste trabalho foi centrado na síntese e caracterização de NPs de ouro depositadas em lâminas de sílica, para a futura aplicação destas na superfície de sensores de fibras ópticas. Para isso, foram utilizadas lâminas de microscópico, que foram funcionalizadas com diferentes concentrações de 3-aminopropiltrietoxisilano, e em seguida recobertas com soluções de diferentes concentrações de ácido tetracloroáurico, e então reduzidas com diferentes concentrações de boroidreto de sódio. A caracterização destas lâminas foi feita com o auxílio de técnicas como difração de raios X, espectroscopia Raman e UV-Vis, microscopia eletrônica de transmissão e microscopia de força atômica. Apenas uma das amostras analisadas apresentou um filme suficientemente espesso para obtenção de resultados por DRX, fornecendo um valor médio de cristalito de 11,10 nm. A maioria das lâminas teve uma banda plasmon facilmente visualizada por UV-Vis, já os espectros Raman mostraram um sinal de –OH devido à água adsorvida na superfície do material, e as amostras não apresentaram efeito SERS relevante. As varreduras na AFM foram conclusivas a respeito da homogeneidade da distribuição das NPs sobre o substrato, bem como sobre a espessura dos filmes. As imagens de MET evidenciaram a presença de nanoesferas e, em algumas amostras, também nanobastões. A rota sintética deve ser estudada mais a fundo, inclusive aplicando outras variáveis, como tempo de exposição dos filmes a um analito, para avaliar a intensificação da banda plasmon.