Nanopartículas de fuligem isoladas agindo como uma fonte eficiente de oxigênio singleto: efeitos da agregação molecular e sua estrutura energética

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Vicente, Maria Luiza Ferreira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Black carbon; Conversão ascendente do fóton; Oxigênio singleto
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-28032023-093948/

O oxigênio singleto (1O2) é uma espécie reativa gerada através da transferência de energia dos estados tripletos de fotossensibilizadores. Nesta pesquisa, mostrou-se que nanopartículas de fuligem (do inglês - Black Carbon - BC) são uma fonte eficiente de 1O2 dado rendimento quântico dependente da densidade de estados agregados. O material de fuligem foi coletado por filtragem do ar da cidade de São Paulo, obtido diretamente do escapamento de ônibus e do pulmão humano. Sua morfologia foi analisada por Dispersão Dinâmica de Luz e Microscopias Eletrônicas. As partículas de BC foram monodispersas em uma solução aquosa alcalina. Utilizou-se da microscopia confocal para caracterizá-las espectroscopicamente, componentes de absorção e espalhamento de um (1P) e dois (2P) fótons. As partículas de BC suspensas são centros espalhadores eficientes. Usando o expoente de ?ngströn = 1, determinamos pela primeira vez a absorção que se estende do ultravioleta ao infravermelho próximo e seus estados eletrônicos moleculares de agregados de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs). A absorção por 1P nos domínios de baixas energias remete-se as transições ópticas em agregados moleculares estáveis de HPAs do tipo J. Por outro lado, a absorção em altas energias está relacionada aos agregados moleculares do tipo H, sendo extremamente seletivos para absorção de 2P. Os agregados moleculares e seu arranjo espacial favorecem a formação de estados tripletos e guiam-nos para superfície gerando oxigênio singleto com 34% de eficiência na superfície da BC, em meio aquoso. A alta densidade molecular e o rebombeio por conversão ascendente do fóton promovem a migração do estado excitado dando ao espectro de emissão de fluorescência um perfil com pico no vermelho. As características citadas são comuns entre as nanopartículas de BC estudadas, o que permite sua identificação inequívoca em tecidos humanos e no ambiente.