Publicação: Síntese e caracterização microestrutural de nanopartículas de ouro
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
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Orientador
Coorientador
Iwamoto, Wellington Akira
Resumo
Neste trabalho são apresentados os resultados da caracterização microestrutural e óptica
de nanopartículas de ouro (NPsAu) à temperatura ambiente, sintetizadas pelo método
coloidal descrito por Tukevich e Frens. Para se investigar a evolução dos parâmetros
microestruturais, em função das variáveis de síntese, foram utilizadas técnicas de Análise
de Perfis de Máximos de Difração de Raios-X (X-ray Profile Analysis-XPA) e Microscopia
Eletrônica de Transmissão (MET). Através da análise qualitativa dos difratogramas de
raios-X comprovou-se a redução das dimensões das NPsAu em função do aumento da
solução de Citrato de Sódio. Este comportamento foi confirmado pelo ajuste dos perfis
de difração através do método CMWP-fit (Convolutional Multiple Whole Profile Fitting)
utilizando parâmetros de contribuições dos tamanhos cristalinos e influência instrumental
nas medidas. Mediante as medidas de MET, observou-se que foram obtidas NPsAu com
simetria aproximadamente esférica, onde foi visualizado o processo de aglomeração através
de fusão de duas ou mais partículas menores, resultado que pode explicar a diferença dos
parâmetros microestruturais obtidos por difração de raios-X e microscopia. Para o estudo
das propriedades ópticas, foram sintetizados Phantoms que simulam o comportamento de
tecidos biológicos, através da adição das NPsAu em uma matriz composta de gelatina e
quitosana. Os espectros de absorbância para esses Phantoms foram comparados aos obtidos
para as soluções coloidais, onde pode se observar que o comportamento óptico das NPsAu
é bastante sensível à sua dimensão e variação do meio, com o deslocamento dos máximos
de absorção e alargamento dos espectros. Este resultado é de grande importância para
a construção de marcadores biológicos, possibilitando o acompanhamento de atividades
celulares diretamente pela alteração do comprimento de onda absorvido em função da
alteração química do meio.
Abstract
This work presents the results of the microstructural and optical characterization of
gold nanoparticles (AuNPs) at room temperature, synthesized by the colloidal method
described by Turkevich and Frens. The evolution of the microstructural parameters, as
a function of the synthesis variables, were investigated by X-ray Profile Analysis (XPA)
and Transmission Electron Microscopy (TEM) techniques. The reduction of the AuNPs
was verified through the qualitative analysis of the X-ray diffractograms as a function of
the increase of the Sodium Citrate solution. This behavior was confirmed by the fitting of
the diffraction profiles through the Convolutional Multiple Whole Profile fitting method
(CMWP-fit), using parameters of crystalline sizes contributions and instrumental influence
on the measurements. TEM measurements observed AuNPs with approximately spherical
symmetry were obtained, where the agglomeration process was visualized through the
fusion of two or more smaller particles. This result could explain the difference of the
microstructural parameters obtained by X-ray diffraction as microscopy. For the study of
optical properties, Phantoms were synthesized by adding AuNPs in a matrix composed of
gelatin and chitosan to simulate the behavior of biological tissues. The absorbance spectra
for these Phantoms were compared to those obtained for the colloidal solutions, where the
optical behavior of the AuNPs is quite sensitive to their size and variation of the medium,
with the shift of absorption maximum and breadth of the spectrum. This result is of
great importance for the construction of biological markers, enabling the accompaniment
of cellular activities directly by altering the wavelength absorbed as a function of the
chemical alteration of the medium.
Palavras-chave
Nanopartículas de ouro, Absorção óptica, Gold nanoparticles, Optical Absorption, Difração de Raios-X, X-ray Diffraction, Método CMWP-fit, CMWP-fit method, Física, Physics, Microscopia Eletrônica de Transmissão, Transmission electronic microscopy
Citação
ARAÚJO, Jeann César Rodrigues de. Síntese e caracterização microestrutural de nanopartículas de ouro. 2019. 84 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.338