TÉCNICA DE PRODUÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE OURO POR ABLAÇÃO A LASER COM CONTROLE DE TAMANHO
Aluno de Iniciação Científica: Franciele Renata Henrique (INCT)
Curso: Física (Bacharelado)
Orientador: Wido Herwig Schreiner
Co-Orientador: Arandi Ginane Bezerra Junior
Colaborador: Vinicius Silva de Oliveira
Departamento: Física
Setor: Ciências Exatas
Palavras-chave: nanopartículas , ablação , laser
Área de Conhecimento: 10507167 - PROP.OTIC.E ESPEC.MATR.COND.; OUTRAS INTER.MAT.COM RAD.PART.
Nanopartículas (NPs) metálicas têm grande importância devido à sua alta aplicabilidade em áreas como medicina, biologia e fotônica, pois suas propriedades são fortemente dependentes de sua forma e tamanho. A aplicação em sistemas biológicos exige que as NPs sejam livres de contaminação e, além disso, é importante que a produção não resulte em resíduos nocivos ao meio ambiente. A ablação a laser em meio líquido (LASiS) é uma solução interessante para esses problemas, pois possibilita a produção de NPs em solventes não tóxicos e sem resíduos poluentes. Por esse motivo, a LASiS pode ser classificada como "green synthesis". Em nosso trabalho, utilizamos o primeiro harmônico de um laser de Nd:YAG operando em modo Q-switch, emitindo pulsos de 200 ns com energias da ordem de 1 mJ. Na primeira etapa do processo de produção, um alvo de ouro foi colocado em um recipiente preenchido com o solvente desejado (tetrahidrofurano, água deionizada, álcool isopropílico, acetona, propilenoglicol, entre outros). Em seguida, irradiamos o alvo com frequência de 1 kHz e potência da ordem de 1 W por aproximadamente 5 min. Na segunda etapa do processo de produção, o coloide produzido anteriormente foi então transferido para uma cubeta e reirradiado por períodos de 1 a 20 minutos. Fizemos a caracterização das NPs produzidas após cada etapa, utilizando as técnicas: Espectroscopia UV/VIS, DLS (Espalhamento Dinâmico da Luz), TEM (Microscopia Eletrônica de Transmissão) e AFM (Microscopia de Força Atômica). Dados de DLS e imagens de TEM mostram que as NPS produzidas na primeira etapa eram grandes (diâmetro acima de 10 nm) e com alta dispersão de tamanho, por outro lado, após serem reirradiadas seu diâmetro foi reduzido para valores entre 2 e 10 nm com baixa dispersão. A Espectroscopia UV/Vis revela um blueshift no pico de ressonância de plásmon das NPs conforme seu diâmetro é reduzido. Esta redução de tamanho ocorrida na segunda etapa é causada pelo fenômeno da autofocalização do feixe do laser ao atravessar o coloide, o que leva ao aumento de sua intensidade e, consequentemente, à absorção de multifótons e à explosão coulombiana das NPs.