Pontos quânticos de carbono incorporados em matriz polimérica para aplicação em diodo emissor de luz
| Ano de defesa: | 2022 |
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Resumo: | The worldwide technological advance drives the search for innovative optoelectronic devices. In this perspective, nanomaterials such as Carbon Quantum Dots (CQD) show promise for replacing inorganic Quantum Dots (QD) used in Light Emitting Diodes of digital displays. The CQD have exceptional properties such as photoluminescence, biocompatibility, synthetic and structural versatility. Thus, this work presents the synthesis and characterization of Multicolor Carbon Quantum Dots (MCQD) incorporated in a polymer matrix to assemble a White Light Emitting Diode (WLED). For this purpose, an optimization of the experimental conditions to obtain MCQD was carried out and its optical and structural properties were evaluated. A solvothermal synthesis using dimethylformamide, citric acid and urea under 166 °C and 11 h and 24 min was selected as optimal conditions from absorption spectral data in the Ultraviolet-visible region. Fluorescence indicated emission throughout the visible region of the electromagnetic spectrum, under excitation source of 380 nm and concentration of 0.22 mg mL-1. It was also verified the formation of aggregated and isolated nanoparticles, with dimensions from 4 to 12 nm and different functional chemical groups in their structure. The MCQD were incorporated in a polymeric matrix (PVA) which resulted in a better color quality than the analyzed commercial WLED, indicated by the Color Rendering Index (CRI). It appears that MCQD have the potential for incorporation in a solid matrix, as well as its application in light emitting diode for the improvement of optoelectronic devices. |
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Pontes, Sheyliane Maria AdrianoFechine, Lillian Maria Uchoa DutraClemente, Claudenilson da Silva2022-01-18T11:56:15Z2022-01-18T11:56:15Z2022PONTES, Sheyliane Maria Adriano. Pontos quânticos de carbono incorporados em matriz polimérica para aplicação em diodo emissor de luz. 2022. 74 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/63543The worldwide technological advance drives the search for innovative optoelectronic devices. In this perspective, nanomaterials such as Carbon Quantum Dots (CQD) show promise for replacing inorganic Quantum Dots (QD) used in Light Emitting Diodes of digital displays. The CQD have exceptional properties such as photoluminescence, biocompatibility, synthetic and structural versatility. Thus, this work presents the synthesis and characterization of Multicolor Carbon Quantum Dots (MCQD) incorporated in a polymer matrix to assemble a White Light Emitting Diode (WLED). For this purpose, an optimization of the experimental conditions to obtain MCQD was carried out and its optical and structural properties were evaluated. A solvothermal synthesis using dimethylformamide, citric acid and urea under 166 °C and 11 h and 24 min was selected as optimal conditions from absorption spectral data in the Ultraviolet-visible region. Fluorescence indicated emission throughout the visible region of the electromagnetic spectrum, under excitation source of 380 nm and concentration of 0.22 mg mL-1. It was also verified the formation of aggregated and isolated nanoparticles, with dimensions from 4 to 12 nm and different functional chemical groups in their structure. The MCQD were incorporated in a polymeric matrix (PVA) which resulted in a better color quality than the analyzed commercial WLED, indicated by the Color Rendering Index (CRI). It appears that MCQD have the potential for incorporation in a solid matrix, as well as its application in light emitting diode for the improvement of optoelectronic devices..O avanço tecnológico mundial impulsiona a busca por dispositivos optoeletrônicos inovadores, e nessa perspectiva, nanomateriais como os Pontos Quânticos de Carbono (PQC) mostram-se promissores para a substituição de Pontos Quânticos (PQ) inorgânicos utilizados em Diodo Emissor de Luz de mostradores digitais. Os PQC possuem propriedades excepcionais como fotoluminescência, biocompatibilidade, versatilidade sintética e estrutural. Assim, este trabalho apresenta a síntese e caracterização de Pontos Quânticos de Carbono Multicolorido (PQCM) incorporados em matriz polimérica para montar um Diodo Emissor de Luz Branca (WLED). Para tal fim, foi realizada uma otimização das condições experimentais bem estabelecidas para a obtenção dos PQCM e foram avaliadas suas propriedades ópticas e estruturais. Uma síntese solvotermal usando dimetilformamida, ácido cítrico e ureia a 166 °C e 11 h e 24 min foi selecionada como condições ótimas a partir de dados dos espectros de absorção na região do Ultravioleta-visível (UV-Vis). A fluorescência indicou emissão em toda a região do visível do espectro eletromagnético, sob fonte de excitação de 380 nm e concentração de 0,22 mg mL-1. Verificou-se, ainda, a formação de nanopartículas agregadas e isoladas, com dimensões de 4 a 12 nm e diferentes grupos químicos funcionais em sua estrutura. Os PQCM foram incorporados em matriz polimérica (PVA) que resultou em uma qualidade de cor melhor do que um WLED comercial, indicado pelo Índice de Renderização de Cor (CRI). Depreende-se que os PQCM têm potencial para a incorporação em matriz sólida, bem como a sua aplicação em diodo emissor de luz para o aprimoramento de dispositivos optoeletrônicos.NanomateriaisPontos Quânticos de CarbonoFotoluminescênciaDispositivos optoeletrônicosPontos quânticos de carbono incorporados em matriz polimérica para aplicação em diodo emissor de luzCarbon quantum dots incorporated in polymer matrix for application in light emitting diodeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/63543/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54ORIGINAL2022_dis_smapontes.pdf2022_dis_smapontes.pdfapplication/pdf4230471http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/63543/3/2022_dis_smapontes.pdfeb60d333abc21872885338ed9efb964cMD53riufc/635432022-01-18 08:56:28.889oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2022-01-18T11:56:28Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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