Banca de DEFESA: ANA CAROLINA COSTA SOARES

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : ANA CAROLINA COSTA SOARES
DATA : 15/06/2023
HORA: 09:00
LOCAL: Auditório do IF
TÍTULO:

Nanopartículas luminescentes para sensoriamentos na região do SWIR

PALAVRAS-CHAVES:

Nanopartículas luminescentes; Engenharia core-shell; Janelas
biológicas; Imageamento fluorescente; Imageamento térmico; Sensores luminescentes.

PÁGINAS: 94
RESUMO:

As pesquisas sobre nanotermômetros luminescentes (NTLs) estão em constante
crescimento devido à necessidade de leitura e do controle da temperatura de diversos
processos fisiológicos que ocorrem, dentre outros, em sistema biológicos tais como
tecidos, células e organismos vivos, possibilitando diagnóstico e tratamento de doenças.
Nesse sentido, as nanopartículas (NPs) dopadas com terras raras têm se destacado por
apresentar diversas vantagens como possuir uma ampla faixa espectral do ultravioleta ao
infravermelho. Assim, elas possuem propriedades luminescentes dentro das três janelas
biológicas (JBs), que são regiões onde a autofluorescência, dispersão e absorção de luz
pelos tecidos biológicos são minimizados, permitindo menor influência do ambiente sob
estudo. Nesta tese, exploramos emissões e excitações nas JBs, pois ambas são de extrema
importância. O foco principal do nosso estudo foram as emissões/excitação no
infravermelho de ondas curta (do inglês Short-wave infrared- SWIR), que opera
basicamente de 0,7 a 2,5 μm, principalmente na faixa da JB-II (1,0 – 1,35 μm) e JB-III
(1,5 – 1,9 μm). No entanto, em uma parte inicial de nosso trabalho, que tinha como foco
os efeitos da engenharia de estrutura core-shell, exploramos as emissões na JB-I (0.65 –
0,94 μm) sob excitação no mínimo da JB-I. Nessa parte demonstramos que a engenharia
core-shell, a qual permite a separação espacial dos elementos emissores e, portanto, um
controle dos processos de transferência de energia entre íons e íons para defeitos, tem um
papel importantíssimo para manter a forma espectral das emissões das NPs na presença
de material biológico. Apesar das aplicações promissoras dos NTLs, surgiram
preocupações sobre sua confiabilidade devido às distorções espectrais induzidas por
tecidos que estão presentes mesmo na JB-II que tem sido bastante explorada
recentemente. Nós presentamos uma solução inovadora para este problema,
demonstrando a eficácia de deslocar a faixa de operação destes NTLs para a JB-III.
Através de evidências experimentais usando nanopartículas de CaF2 tri-dopadas com itérbio, érbio e túlio, demonstramos que os espectros de luminescência adquiridos na JB-III são minimamente distorcidos pela presença de tecido, abrindo caminho para uma termometria de luminescência confiável. Além disso, a análise avançada (Regressão Linear Múltipla) dos espectros de emissão permite obter incertezas térmicas de subgrau.

Ciente da forte absorção da água na região espectral entre as JBs II e III (1,4 e 1,5 μm),
exploramos NPs de LaF3 monodopadas com Tm3+ como um potencial sensor de umidade
por meio do uso das emissões em 1230 (na JB-II) e 1470 nm. Os resultados mostraram
uma redução maior que 97% da intensidade de emissão em 1470 nm com a presença de
uma película de água de 2 mm, resultando em uma sensibilidade relativa entre 0,083 –
0,125 %μm-1 para as menores películas de água, demonstrando ser um potencial sensor luminescente de umidade. Experimentos estão em andamento para um estudo comparativo com sensores de umidade comerciais e outros.

MEMBROS DA BANCA:
Interno(a) - 1695829 - ANDRE DE LIMA MOURA
Presidente - 1545463 - CARLOS JACINTO DA SILVA
Externo(a) à Instituição - ERVING CLAYTON XIMENDES
Externo(a) à Instituição - NELSON GUILHERME CASTELLI ASTRATH
Externo(a) à Instituição - TASSO DE OLIVEIRA SALES