Síntese e caracterização de matrizes inorgânicas baseadas NaYF4 e ZnGa2O4 : propriedades upconversion, downconversion e luminescência persistente

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017.O trabalho em questão está dividido em dois capítulos. O capítulo 1 baseia-se na síntese e caracterização de cristais de NaYF4 dopados com íons lantanídeos. Os cristais foram sintetizados utilizando os métodos da coprecipitação e hidrotérmico. Os parâmetros sintéticos foram modificados para otimizar o tamanho e a morfologia dos cristais. Foram obtidos cristais nas fases cúbica, hexagonal ou na transição entre as fases. Os cristais apresentaram propriedades downconversion e upconversion. O diâmetro médio dos cristais variou entre 25 nm a 6,4 µm. Os cristais de NaYF4 foram funcionalizados com esferas de sílica e conjugados com ácido fólico para a criação de compósitos multifuncionais. A utilização dos cristais de NaYF4 na produção de espécies 1O2 mostrou-se eficiente. Os cristais de αβ-NaYF4:Tb3+ mostraram boa eficiência na marcação de células MCF-7. Os cristais sintetizados mostram alta potencialidade de aplicação nas áreas médica e biomédica. O capítulo 2 baseia-se na síntese e caracterização de partículas de ZnGa2O4 que apresentam o fenômeno da luminescência persistente. Os materiais foram sintetizados pelo método da calcinação. A matriz de ZnGa2O4 dopada com íons Mn2+ apresentou um tempo de vida médio de luminescência de 63,67 segundos, após a remoção da fonte de excitação. Quando dopada com íons Eu3+ e Cr3+, a matriz de ZnGa2O4 apresenta um tempo de vida médio de 18,36 segundos, após a remoção da fonte de excitação. Os materiais sintetizados apresentam alta potencialidade de utilização em aplicações como bioimageamento celular e terapia fotodinâmica.This work is divided into 2 chapters. Chapter 1 deals with the synthesis and characterization of lanthanide-doped NaYF4 crystals. The crystals were synthesized by coprecipitation and hydrothermal methods. The synthetic route was modified to optimize the size and morphology of the crystals. The crystals were obtained in cubic phase, hexagonal phase or a mixture between cubic and hexagonal phases. The synthesized crystals showed downconversion and upconversion properties. The average diameter of the crystal ranged from 25 nm to 6,4 um. The NaYF4 crystals were functionalized with silica spheres and conjugated with folic acid to create multifunctional composites. The use of NaYF4 crystals in the production of 1O2 species was efficient. The downconversion αβ-NaYF4:Tb3+ crystals showed good efficiency in labeling MCF-7 cells. The synthesized crystals showed high potential of application in the medical and biomedical areas. Chapter 2 deals with the synthesis and characterization of persistent luminescent ZnGa2O4 particles. Calcination method were used to synthesize the particles. ZnGa2O4 host doped with Mn2+ ions showed a lifetime decay of 63,67 seconds, after removal of the excitation source. The host doped with Eu3+ and Cr3+ showed a lifetime decay of 18,36 seconds, after removal of the excitation source. The synthesized materials show high potential for use in applications such as photodynamic therapy and bioimaging