Artigo em destaque: cristais ultrapequenos com cascas de espessura controlada.



O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é:

Anielle Christine A. Silva, Sebastião W. da Silva,  Paulo C. Morais, and Noelio O. Dantas. Shell thickness modulation in ultrasmall CdSe/CdS(x)Se(1-x)/CdS core/shell quantum dots via 1-thioglycerol. ACS Nano, 2014 Feb 25; 8(2):1913-22. DOI: 10.1021/nn406478f.

Texto de divulgação:

Cristais ultrapequenos com cascas de espessura controlada.

Quando o professor da Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Noelio Oliveira Dantas ideou uma nova metodologia para sintetizar pontos quânticos (cristais semicondutores de apenas alguns nanometros de tamanho), ele estava investigando rotas de fabricação dos minúsculos cristais visando aplicações biotecnológicas. Dessa maneira, o Laboratório de Novos Materiais Isolantes e Semicondutores que o professor Dantas coordena na UFU buscava atender demandas da Rede Nanobiotec- Brasil, programa da Capes destinado a promover a pesquisa em nanobiomateriais.

Representação de um ponto quântico obtido pelo método reportado no artigo.

Entretanto, os resultados superaram as expectativas iniciais. Além de gerar pontos quânticos ultrapequenos, compostos, basicamente, por um núcleo de seleneto de cádmio (CdSe) e uma casca de sulfeto de cádmio (CdS), o novo método, barato e altamente reproduzível, surpreendeu pela sua capacidade de controlar a espessura da casca dos pontos quânticos, uma novidade com relação a outras rotas conhecidas.

O trabalho foi desenvolvido durante a pesquisa de doutorado direto (sem mestrado prévio) que Anielle Christine Almeida Silva desenvolve no Instituto de Física da UFU, com orientação do professor Dantas e bolsa da Capes – Rede Nanobiotec. Alguns resultados da pesquisa foram publicados neste ano pelo periódico ACS Nano, num artigo assinado pela doutoranda e o orientador, junto a dois colaboradores da Universidade de Brasília, os quais contribuíram com a caracterização dos pontos quânticos por espectroscopia Raman e participaram da discussão dos resultados.

O trabalho

“A principal contribuição científica deste artigo é a proposta de uma nova metodologia de síntese, via solução aquosa, que permitiu o controle da espessura da casca de CdS em pontos quânticos ultrapequenos de CdSe em função da concentração de 1-tioglicerol”, resume Anielle, que, neste dias, defende sua tese de doutorado. Mais detalhadamente, os pesquisadores descobriram que, enquanto menores concentrações de 1-tioglicerol limitam o crescimento do núcleo dos pontos quânticos, maiores quantidades do composto promovem o crescimento controlado da sua casca.

Os cristais ultrapequenos obtidos apresentaram medidas de menos de 2 nm no núcleo e de 0,50 a 1,25 nm na casca. Para calcular estas medidas a partir de espectros obtidos pela técnica Raman, os autores do artigo utilizaram um modelo de confinamento de fônons com modificações propostas por eles mesmos e mais um autor em outro artigo publicado em 2013 (Anielle Christine Almeida Silva; Ernesto Soares de Freitas Neto; Sebastião William da Silva; Paulo Cesar de Morais; Noelio Oliveira Dantas. Modified Phonon Confinement Model and its Application to CdSe/CdS Core-Shell Magic-Sized Quantum Dots Synthesized in Aqueous Solution by a New Route. Journal of Physical Chemistry. C, v. 117, p. 1904-1914, 2013.).

Quanto às aplicações biotecnológicas inicialmente visadas, os autores explicam que estes pontos quânticos obtidos pela nova rota são promissores devido a sua capacidade de se dispersar facilmente em meios aquosos. De acordo com os cientistas, a estrutura dos cristais ultrapequenos obtidos, semelhante à de um sanduíche com duas fatias de pão e um fino recheio, pode contribuir à maior eficiência quântica e estabilidade dos pontos quânticos em meios biológicos. Para mais informações sobre estas aplicações, os cientistas indicam outro artigo: Anielle Christine Almeida Silva; Samantha Luara Vieira de Deus; Marcelo José Barbosa Silva; Noelio Oliveira Dantas. Highly Stable Luminescence of CdSe Magic-Sized Quantum Dots in HeLa Cells. Sensors and Actuators. B, Chemical, v. 191, p. 108-114, 2014.


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