SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOESTRUTURAS FLUORESCENTES DE SILICATOS Mn–Co VIA COPRECIPITAÇÃO PARA APLICAÇÕES BIOMÉDICAS
Silicatos metálicos; Nanoestruturas; Fluorescência; Aplicações biomédicas.
Os silicatos metálicos, a exemplo dos silicatos de manganês (MnSiO₃) e cobalto (CoSiO₃), constituem uma classe de materiais funcionalmente versáteis, com propriedades estruturais e físico-químicas ajustáveis. Embora os silicatos de manganês e cobalto sejam reportados na literatura, os silicatos mistos Mn–Co permanecem pouco explorados, especialmente no que se refere à correlação entre composição, estrutura cristalina e propriedades fluorescentes. Nesse contexto, este estudo propõe uma nova abordagem baseada na rota de coprecipitação para a síntese de nanoestruturas de silicatos de manganês, cobalto e silicatos mistos Mn–Co, bem como a análise comparativa do efeito da razão molar Mn/Co na estrutura, morfologia e propriedades ópticas dos materiais. No total, foram preparadas cinco amostras, incluindo os silicatos puros MnSiO₃ e CoSiO₃, além de três silicatos mistos Mn–Co nas proporções 70/30 (Mn₇₀Co₃₀SiO₃), 50/50 (Mn₅₀Co₅₀SiO₃) e 30/70 (Mn₃₀Co₇₀SiO₃). A análise de DRX confirmou a natureza cristalina das nanoestruturas, com formação de uma fase tetraédrica única para o MnSiO₃ (ICSD nº 12123), e a presença simultânea de duas fases para as amostras contendo cobalto, referentes às fases do silicato (ICSD nº 41432) e espinélio misto (ICSD nº 201235). Os espectros de FTIR e Raman confirmam a formação da rede silicatada em todas as amostras, com variações associadas à composição Mn/Co e ao grau de ordenação estrutural. As análises por MEV/EDS e MET/HRTEM revelaram forte dependência composicional da morfologia e do tamanho das nanopartículas, variando de partículas densas em sistemas ricos em Co a estruturas mais porosas em sistemas ricos em Mn. Além disso, as imagens de alta resolução mostraram distâncias interplanares em concordância com os resultados de DRX. Do ponto de vista óptico, o MnSiO₃ apresentou emissão fluorescente nas regiões verde e vermelho-alaranjada, a depender do comprimento de onda de excitação, enquanto o CoSiO₃ exibiu emissão predominante na região azul; já os silicatos mistos Mn–Co apresentaram emissão multicolorida abrangendo as três regiões do espectro visível associadas aos silicatos puros. Os resultados, em conjunto, indicam que os silicatos sintetizados neste trabalho são materiais promissores para aplicações biomédicas diagnósticas baseadas em fluorescência, sem a necessidade de dopagem, com potencial para uso em sensores e bioimagem.