Banca de DEFESA: EDSON DA SILVA REIS

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: EDSON DA SILVA REIS
DATA : 25/02/2025
HORA: 09:00
LOCAL: online
TÍTULO:

USO DE CARBON DOTS SENSÍVEIS À UMIDADE COMO DISPOSITIVO DE
SEGURANÇA

PALAVRAS-CHAVES:

carbon nanodots; fosforescência; contrafação; codificação de dados;
impressão; purificação.

PÁGINAS: 128
RESUMO:

A falsificação é um problema recorrente que gera prejuízos trilionários para a economia mundial. Além
das consequências econômicas devido à falsificação de bens de consumo e artigos de luxo, a falsificação
apresenta grandes riscos à saúde humana. Nanomateriais fotoluminescentes com múltiplas emissões tem
sido bastante investigado para a codificação de informações. A síntese de Carbon Dots (CDs)
dopados/funcionalizados com elementos como P e N vem permitindo obter materiais com emissões de
fluorescência, fosforescência, fluorescência atrasada em um único material, expondo seu potencial para
uso em segurança. Neste trabalho, desenvolveu-se Carbon Nanodots (CNDs), a partir da
monoetanolamina e ácido fosfórico, através de síntese assistida por micro-ondas, variando o tempo de 1-3
min. Os materiais sintetizados apresentaram tamanho médio de partícula de 3,99 nm, com distribuição
uniforme e baixa polidispersividade. Através de FTIR observou-se a presença dos grupos funcionais de
superfície -C–O, -C–N, -P–O, -P–N, -C=O, -C=N -P=O que são responsáveis pelas múltiplas emissões.
Os CNDs apresentaram transições eletrônicas π-π* ( =270 nm) e n-π* (=330 nm) que levam a emissão
do núcleo carbônico, devido ao confinamento quântico, e dos estados de superfície causados pela
dopagem com os heteroátomos, respectivamente. Os CNDs em suspensão aquosa apresentam
fluorescência no azul (λEm=420 nm) com rendimento quântico de 11,83% quando excitado no
comprimento de onda λEx=350 nm. A emissão máxima é deslocada de acordo com o comprimento da
excitação seguindo o deslocamento de Stokes. Os CNDs em estado sólido, surpreendentemente,
apresentaram múltiplas emissões de fosforescência a temperatura ambiente (FTA) sintonizáveis com o
comprimento de onda de excitação. Verificou-se também a presença da múltipla fosforescência
sintonizável em meio aquoso a baixa temperatura (77K), assim como no estado sólido. A FTA está
relacionada com a presença de umidade, com isso o material se apresentou como um excelente sensor de
umidade. A boa dispersabilidade em água permitiu o processamento e deposição dos CNDs por
impressão, com impressora jato de tinta convencional. Os impressos em condições ambientais de
umidade, apresentaram apenas a fluorescência no azul. No entanto, ao retirar a umidade através do
aquecimento ou vácuo o impresso passou a exibir fosforescência intensa no verde, visível a olho nu, por
pelo menos 12 segundos, tempo este suficiente para a captura de imagens codificadas. Dessa forma, o
material mostrou-se promissor para codificação de dados a partir da supressão da fosforescência com a
presença da umidade. Por fim, os CNDs foram purificados combinando técnicas de cromatografia com
precipitação utilizando solventes com diferentes polaridades. Com esta purificação pode-se constatar que
a síntese resultou em dois tipos de CNDs com propriedades óticas luminescentes bem semelhantes, porém
com pequenas diferenças nos espectros de excitação. Os CNDs purificados apresentaram diferentes
massas moleculares, 590,4 u.a e 748,5 u.a. Além disso, o CNDs com massa molecular maior não possui
afinidade com a acetonitrila pura, ocorrendo assim a precipitação, por outro lado este possui alta afinidade
com a água, justificando o fato deles serem bastante higroscópicos.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - ADELMO SATURNINO DE SOUZA
Externa à Instituição - CINTYA D ANGELES DO ESPIRITO SANTO BARBOSA
Interno - 2457389 - EDUARDO PADRON HERNANDEZ
Externa à Instituição - GRICIRENE SOUSA CORREIA
Presidente - 1354207 - SEVERINO ALVES JUNIOR