Fótons como Sondas em Materiais com Terras-Raras: Estratégias Luminescentes para Sensores Ópticos Avançados
nanomateriais luminescentes; terras raras; nanotermometria; sensores de
umidade; aplicações biomédicas.
Os nanomateriais dopados com íons de terras raras têm despertado crescente interesse em áreas
como eletrônica, fotônica e nanomedicina devido às suas propriedades eletrônicas, magnéticas
e ópticas singulares. Entre as aplicações emergentes, destacam-se os sensores luminescentes
capazes de monitorar parâmetros críticos - como temperatura e umidade - de forma remota, não
invasiva e altamente sensível. A termometria luminescente, baseada em variações espectrais ou
de intensidade da emissão óptica em função da temperatura, permite a construção de
nanotermômetros de elevada resolução espacial. Neste trabalho, o aluminato de lítio dopado
com európio (LiAlO2:Eu3+) foi investigado como sensor térmico promissor, apresentando
emissões sensíveis à temperatura. Além disso, explorou-se uma abordagem inovadora baseada
na excitação térmica em escada de íons Nd3+, capaz de promover transições sequenciais pouco
exploradas e adequadas a sensores ratiométricos autorreferenciados. No contexto da umidade,
desenvolveu-se um nanossensor luminescente empregando nanopartículas de fluoreto de
lantânio dopadas com Tm3+ (LaF3:Tm3+). Essa arquitetura explora duas emissões localizadas
em 1230 e 1470 nm, coincidentes com regiões da segunda janela biológica, sendo a última
diretamente sobreposta à absorção da água, o que amplia sua aplicabilidade no monitoramento
ambiental e biomédico. Complementarmente, nanopartículas de NaYF4 core/shell dopadas com
diferentes íons de terras raras foram projetadas para otimizar a eficiência de conversão luz-
calor, a sensibilidade térmica relativa e a multifuncionalidade. Essa engenharia espectroscópica
e estrutural amplia as possibilidades de monitoramento térmico profundo em tecidos vivos,
diagnóstico de doenças isquêmicas e imageamento ratiométrico de alta precisão. Em conjunto,
os resultados demonstram que a integração de diferentes matrizes hospedeiras e estratégias de
dopagem permite o desenvolvimento de plataformas versáteis para termometria luminescente e
sensoriamento de umidade, com forte potencial para aplicações biomédicas avançadas.