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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Synthesis, functionalization and photophysical studies of core@shell NaLnF4@NaLnF4 nanoparticles for temperature probing and singlet oxygen generation : Síntese, funcionalização e estudos fotofísicos de nanopartículas caroço@casca NaLnF4@NaLnF4 para sensoriamento de temperatura e geração de oxigênio singleto
Title Alternative: Síntese, funcionalização e estudos fotofísicos de nanopartículas caroço@casca NaLnF4@NaLnF4 para sensoriamento de temperatura e geração de oxigênio singleto
Author: Rodrigues, Emille Martinazzo, 1988-
Advisor: Sígoli, Fernando Aparecido, 1972-
Abstract: Resumo: Esta tese descreve a síntese e caracterização estrutural e fotofísica de nanopartículas luminescentes de NaLnF4@NaLnF4, com as composições: NaYbF4:Gd:Tm:Ho e NaGdF4:Pr:Er:Yb. Estas nanopartículas (Ln-UCNP) apresentam emissão no visível através da absorção de fótons de menor energia (980 nm) seguida de emissão de fótons de maior energia (UV-Vis), fenômeno conhecido como conversão ascendente de energia (UC). O método utilizado para a síntese das Ln-UCNP foi a decomposição térmica de precursores metálicos em solventes com alto ponto de ebulição. O referido método foi modificado visando um controle mais preciso da fase cristalina e da morfologia das Ln-UCNP obtidas. Visto que para estes fluoretos, os lantanídeos dopados na fase hexagonal (ß) possuem maior intensidade de emissão, buscou-se aperfeiçoar o método de síntese para obtenção da fase ß, com morfologia controlada, o que não é feito de maneira trivial. Utilizando cloretos de lantanídeos como precursores, a temperatura de adição do precursor de sódio teve uma grande influência na morfologia das Ln-UCNP. A troca dos precursores por trifluoracetatos de lantanídeos, o controle preciso da temperatura, tempo de reação e momento de adição do precursor de sódio, levaram à obtenção das fases cristalinas cúbica (alfa) ou hexagonal (ß). As Ln-UCNP caroço@casca foram sintetizadas também por uma metodologia modificada, onde a adição dos precursores da casca foi feita em várias etapas resultando na estruturação hierárquica desejada, provada por EDS/TEM. As Ln-UCNP resultantes tiveram a superfície funcionalizada diretamente com o fotosensitizador Rose Bengal (RB), uma vez que a emissão de UC se sobrepõe à absorção do fotosensitizador, permitindo a excitação indireta do mesmo em uma região onde a absorção e espalhamento da radiação nos tecidos biológicos é baixa. A produção de ¹O2 através da excitação indireta do RB ligado à superfície das Ln-UCNP demonstra a potencial aplicação das mesmas como plataformas para Terapia Fotodinâmica (PDT). Além disso, todas as composições de Ln-UCNP tiveram as suas intensidades de luminescência medidas com a variação da temperatura, e apresentaram valores de sensitividades relativas na mesma ordem de grandeza ou maiores do que sistemas similares, evidenciando a potencial aplicação em nanotermometria. As propriedades magnéticas das Ln-UCNP sintetizadas também foram estudadas e comparadas entre as diferentes composições, antes e após a deposição da casca. Os valores de magnetização de saturação obtidos foram altos em comparação com amostras de Fe3O4. Tendo em vista as propriedades luminescentes e magnéticas destes sistemas, evidencia-se a potencialidade de aplicação dos mesmos como plataformas multifuncionais

Abstract: This thesis describes the synthesis, structural and photophysical characterization of luminescent NaLnF4@NaREF4, with the compositions: NaYbF4:Gd:Tm:Ho and NaGdF4:Pr:Er:Yb. These nanoparticles (Ln-UCNP) present visible emission through the absorption of lower energy photons (980 nm) followed by emission of higher energy photons (UV-Vis), a phenomenon known as upconversion (UC). The method used for the synthesis of Ln-UCNP was the thermal decomposition of metal precursors in solvents with high boiling points. This method was modified in order to obtain a better control over the crystalline phase and morphology of the Ln-UCNP obtained. Since for these fluorides the doped lanthanides in the hexagonal phase (ß) have a higher emission intensity, we tried to improve the synthesis to obtain the pure ß-phase with controlled morphology, which is not trivial depending on the Ln-UCNP composition. Using lanthanide chlorides as precursors, the addition temperature of the sodium precursor had a great influence on the morphology of Ln-UCNP. The change of the precursors to lanthanide trifluoroacetates, the choice of the time for the addition of the sodium precursor and the precise control over the reaction temperature and time resulted into the pure 'alpha' or ß- Ln-UCNP. The core@shell Ln-UCNP were also synthesized by a modified methodology, where the addition of the shell precursors was done in several steps resulting in the desired hierarchical structuring, proved by EDS / TEM. The resultant core@shell Ln-UCNP had the surface functionalized directly with the Rose Bengal (RB) photosensitizer. The UC emission overlaps with the photosensitizer absorption, which allows the indirect excitation of the PS in a region where the absorption and scattering of the radiation in the biological tissues is low. The production of ¹O2 through the indirect excitation of RB bound to the surface of Ln-UCNP shows the potential application of these systems in Photodynamic Therapy (PDT). In addition, all Ln-UCNP compositions had their luminescence intensities measured with temperature variation, and showed values of relative sensitivities in the same order of magnitude or higher than similar systems, showing the potential application in nanotermometry. The magnetic properties of the synthesized Ln-UCNP were also studied and compared between the different Ln-UCNP compositions before and after the shell deposition. The saturation magnetization values obtained were very high compared to traditional magnetic Fe3O4 samples. Considering the luminescent and magnetic properties of these systems, it is evident the potential of their application as multifunctional platforms
Subject: Nanopartículas
Lantanídeos
Termometria
Luminescência
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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