PreparaÃÃo de materiais nonoestruturados para Ãptica nÃo linear

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Foram desenvolvidos trÃs sistemas nanoestruturados contendo nanopartÃculas (NP) de prata cuja resposta Ãptica nÃo linear foi engrandecida devido à excitaÃÃo de plasmons superficiais nas NP. O primeiro material foi formado de NP de diÃxido de titÃnio (TiO2), NP de prata, e corante-laser rodamina 610 em matriz de PVA. Sabe-se que materiais contendo diÃxido de titÃnio e rodamina quando bombeados pelo segundo harmÃnico de um laser de Nd:YAG podem emitir laser devido ao corante e devido ao espalhamento mÃltiplo da emissÃo fluorescente no interior da amostra. NÃs adicionamos NP de prata a este sistema para investigar a possibilidade de se obter um material com melhor eficiÃncia devido à influÃncia de plasmons superficiais das nanopartÃculas de prata. A suspensÃo coloidal de prata utilizada no primeiro experimento foi caracterizada antes e depois do tratamento a laser por espectroscopia de absorÃÃo Ãptica e microscopia eletronica de transmissÃo de para se evidenciar as mudanÃas estruturais das partÃculas. As NP de prata obtidas pela metodologia de ablaÃÃo apresentaram uma dispersividade estreita o suficiente para os experimentos, porÃm nenhuma diminuiÃÃo significativa no limiar do laser de corante no meio espalhador foi observada utilizando-se o compÃsito corante/ partÃculas de TiO2/ PVA/ NP de prata. O segundo material foi produzido para possÃveis aplicaÃÃes em Ãreas biomÃdicas. Este material foi constituÃdo de uma estrutura formada por NP de sÃlica (caroÃos), para serem recobertas por nanocascas metÃlicas de ouro. Variando a espessura da casca metÃlica à possÃvel ajustar a freqÃÃncia dos plasmons superficiais numa larga faixa espectral, desde o visÃvel atà o infravermelho prÃximo. Para o melhor conhecimento da composiÃÃo quÃmica das partÃculas de sÃlica foi utilizada a tÃcnica de mapeamento elementar por microscopia eletrÃnica de transmissÃo. Esta tÃcnica possibilita a determinaÃÃo dos elementos quÃmicos existentes em uma quantidade pequena de partÃculas, permitindo a obtenÃÃo de informaÃÃes sobre, os grupos orgÃnicos que podem ter ficado presos no interior das partÃculas ou em sua superfÃcie. Estas informaÃÃes foram importantes para as etapas subseqÃentes. A funcionalizaÃÃo das partÃculas de sÃlica constitui uma etapa intermediÃria indispensÃvel na formaÃÃo das nanocascas que dependem de como se encontram as superfÃcies das partÃculas de sÃlica. Foi entÃo utilizada a espectroscopia de transmitÃncia na regiÃo do infravermelho para corroborar as anÃlises de microscopia eletrÃnica. ApÃs a formaÃÃo da casca foram feitas anÃlises de campo claro e campo escuro para caracterizar os resultados. Conseguimos dominar a tÃcnica de sÃntese de formaÃÃo das partÃculas de sÃlica no que diz respeito Ãs dimensÃes e dispersividade, fatores importantes para a obtenÃÃo controlada de nanocascas metÃlicas. Em adiÃÃo a isto, conseguimos controlar os processos de funcionalizaÃÃo e formaÃÃo de nanoilhas na superfÃcie dos caroÃos de sÃlica. O estÃgio final que consiste na coalescÃncia das nanoilhas e a conseqÃente formaÃÃo da nanocasca ainda nÃo foi completado. O terceiro material teve sua produÃÃo motivada pelas aplicaÃÃes em estudos de Ãtica nÃo linear. ApÃs a produÃÃo deste material, formado por um polÃmero (matriz hospedeira) e NP de prata, foi possÃvel medir o Ãndice de refraÃÃo nÃo linear e o coeficiente de absorÃÃo nÃo linear das amostras em questÃo. Este material foi obtido com uma metodologia muito simples onde o controle do crescimento das partÃculas foi conseguido utilizando-se radiaÃÃo eletromagnÃtica ou por meio de aquecimento. Na caracterizaÃÃo do polÃmero utilizado como hospedeiro para o crescimento de NP de prata foram utilizadas as tÃcnicas de anÃlise termogravimÃtrica, anÃlise tÃrmica diferencial e ressonÃncia magnÃtica nuclear. Para a identificaÃÃo das partÃculas crescidas no interior da matriz polimÃrica foram utilizados espectros de absorÃÃo Ãptica e microscopia eletrÃnica de transmissÃo na regiÃo de campo claro. O polÃmero escolhido (poliÃster ortoftÃlico) apresenta excelentes propriedades Ãpticas na regiÃo do visÃvel. Demonstramos neste trabalho que à possÃvel crescer nanopartÃculas metÃlicas em uma matriz de poliÃster com pequena a moderada dispersividade. Em uma medida preliminar observou-se que este material nanoestruturado apresenta uma alta resposta nÃo linear sendo promissor para estudos de Ãptica nÃo linear

ASSUNTO(S)

Ãptica nÃo linear, nanotecnologia, nanociÃncia exatas e da terra nonlinear optics, nanotechnology, nanoscience

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