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Propriedades morfológicas e ópticas de nanofibras fluorescentes de PMMA/MEH-PPV
Luiza A. Mercante1, Aline P. Roque1, Vanessa P. Scagion1,2, Juliano E. Oliveira3, Luiz H. C. Mattoso1, Leonardo De Boni4, Cleber R. Mendonça4, Daniel S. Correa1
Novembro de 2014
1Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio, Embrapa Instrumentação, São Carlos, SP 2Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, SP
3Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG 4Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP
2
Introdução
Materiais Nanoestruturados
3
Introdução
1,0 mm
Nanofibras poliméricas
Fonte: www.epa.gov
Fio de cabelo x nanofibras
Fio de cabelo ~ 50 a 100 mm (50.000 a 100.000 nm)
Elevada área superficial
Propriedades difierentes de materiais em escala micro e macro
4
Introdução
AplicaçõesLiberação
controlada
Membranas para filtração
Engenharia de tecidos
Dispositivos ópticos/eletrônicos
Sensores e biosensores
5
Introdução
Laboratório de Novos Materias e
Sensores
5
Introdução
Laboratório de Novos Materias e
Sensores
Modificação com filmes finos para avaliação de qualidade de água
5
Introdução
Laboratório de Novos Materias e
Sensores
Modificação com filmes finos para avaliação de qualidade de água
Funcionalização com nanopartículas e nanotubos de
carbono para aplicação em sensores eletroquímicos
5
Introdução
Laboratório de Novos Materias e
Sensores
Modificação com filmes finos para avaliação de qualidade de água
Funcionalização com nanopartículas e nanotubos de
carbono para aplicação em sensores eletroquímicos
Dopagem com polímeros com propriedades condutoras e
fluorescentes
6
Experimental
Polimetacrilato de metila (PMMA)
poli[2-metoxi-5-(2-etil-hexiloxi)-p-fenilenovenileno] (MEH-PPV)
Polímeros
5, 7 e 20 % (m/v) PMMA
Nanofibras de PMMA
5 % (m/v) PMMA+
0,1 % (m/m) MEH-PPV
Nanofibras de PMMA/MEH-PPV
Eletrofiação
Clorofórmio e 1,2-dicloroetano
4h
EletrofiaçãoClorofórmio
4h
7
Experimental
• Vazão = 0,15 mL/h• Tensão aplicada = 20 kV• Distância agulha-coletor = 6 cm• Diâmetro interno da agulha = 1.2 mm
Parâmetros eletrofiação
Caracterização
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR)Espectroscopia de fluorescênciaMicroscopia ótica de fluorescência
Esquema eletrofiação
8
Resultados – MEV nanofibras PMMA Clorofórmio
1,2-dicloroetano110 ± 58 nm
249 ± 85 nm
570 ± 216 nm
590 ± 135 nm 2170 ± 490 nm
2250 ± 510 nm
5% 7% 20%
5% 7% 20%
8
Resultados – MEV nanofibras PMMA Clorofórmio
1,2-dicloroetano110 ± 58 nm
249 ± 85 nm
Surfactante CTAB 10% (m/m)
Nanofibras com diâmetros menores e superfície mais
homogênea.
Dimunui a tensão superficial e a
viscosidade da solução
Presença de beads5%
5%brometo de
cetiltrimetilamônio
8
Resultados – MEV nanofibras PMMAClorofórmio
1,2-dicloroetano110 ± 58 nm
249 ± 85 nm
Surfactante CTAB 10% (m/m)
Nanofibras com diâmetros menores e superfície mais
homogênea.
Dimunui a tensão superficial e a
viscosidade da solução
Presença de beads5%
5%brometo de
cetiltrimetilamônio
9
Resultados – MEV
Nanofibras PMMA – 10% CTAB (m/m)
169 ± 74 nm
9
Resultados – MEV
Nanofibras PMMA – 10% CTAB (m/m)
Nanofibras PMMA/MEH-PPV – 10% CTAB (m/m)
169 ± 74 nm
168 ± 32 nm
10
Resultados – FTIR
1722 cm-1 – deformação agular da ligação C=O
1448 cm-1 – deformação angular do grupo CH2
1272 e 1244 cm-1 – deformação angular da
ligação C-C-O
1194 e 1148 cm-1 – deformação angular da grupo metóxido C-O-C
10
Resultados – FTIR
C=CC-O
MEH-PPV
11
Resultados – Propriedades Óticas
lmáx = 550 nm
12
Fluorescent PMMA/MEH-PPV Electrospun Nanofibers: Investigation of Morphology,
Solvent, and Surfactant Effect
Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 2014, 52, 1388-1394.
Resultados
13
Conclusões
Incorporação do polímero MEH-PPV sem separação de fase e as propriedades
fluorescentes foram mantidas após o processo de eletrofiação
Obtenção de nanofibras de PMMA com diâmetro médio entre 110 nm e 2,25 mm Adição do surfactante CTAB –
obtenção de nanofibras com controle de tamanho, morfologia
homogênea e menor diâmetro
Os resultados obtidos demonstram que nanofibras fluorescentes com boa morfologia e
com controle de tamanho podem ser obtidas pela técnica de eletrofiação
Potencial aplicação em dispositivos
ópticos e sensores químicos
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Conclusões
Incorporação do polímero MEH-PPV sem separação de fase e as propriedades
fluorescentes foram mantidas após o processo de eletrofiação
Obtenção de nanofibras de PMMA com diâmetro médio entre 110 nm e 2,25 mm Adição do surfactante CTAB –
obtenção de nanofibras com controle de tamanho, morfologia
homogênea e menor diâmetro
Os resultados obtidos demonstram que nanofibras fluorescentes com boa morfologia e
com controle de tamanho podem ser obtidas pela técnica de eletrofiação
Potencial aplicação em dispositivos
ópticos e sensores químicos
Etapas Futuras - Aplicação das nanofibras como camada sensorial para análise de gases
14
Agredecimentos
Obrigada pela atenção!
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