Síntese eletroquímica de quantum dots de CuInS2 estabilizados por Glutationa

Autor: SILVA, Richardson Robério da
Přispěvatelé: NAVARRO, Marcelo, FREITAS, Denilson de Vasconcelos
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPE
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron:UFPE
Popis: CNPq Visando a produção de QDs livres de cádmio e de baixa toxicidade, neste trabalho foi realizada a eletrossíntese do QD ternário CuInS₂-GSH em meio aquoso. A avaliação das propriedades ópticas foi realizada através da variação da proporção Cu⁺/In³⁺ e a preparação dos sistemas core-shell CuInS₂/ZnS e CuInS₂/ZnSe. O método eletroquímico de síntese foi baseado na redução de enxofre elementar numa célula de cavidade. Aplicando-se a corrente constante de 30 mA, foi possível a produção controlada de S²⁻ dentro da cavidade catódica, seguida da sua injeção na solução dos precursores metálicos (CuSO₄ e In(NO₃)₃) por repulsão eletrostática. Foram testadas diferentes proporções Cu⁺/In³⁺ = 1:2, 1:4, 1:8, 1:16 e 1:32 para a produção do CuInS₂ estabilizado pela GSH. Os sistemas core-shell foram preparados a partir da mistura de soluções estoque de quantum dots de CuInS₂ e ZnS; CuInS₂ e ZnSe, em diferentes proporções do core/shell (0,25, 0,5, 1,0 e 1,5) Os QDs de ZnS e ZnSe foram preparados utilizando a mesma metodologia eletroquímica em célula de cavidade. A partir das caracterizações ópticas realizadas foi possível elucidar o mecanismo de obtenção do CuInS₂-GSH que alcançou um rendimento quântico máximo de 3,08%. Através da adição do shell de ZnS e da variação composicional do material, foi possível realizar a modulação das propriedades ópticas, alcançando um rendimento quântico de 9,65%. As caracterizações estruturais por DRX e MET mostraram que as nanopartículas cristalizaram na forma calcopirita e que possuem diâmetros entre 3,5 nm (CuInS₂) e 6,0 nm (CuInS₂/ZnSe). A aplicação biológica para marcação de células cancerígenas HeLa mostraram viabilidade celular superior a 80% para todos os QDs sintetizados. Aiming the production of cadmium-free QDs of low toxicity, the electrosynthesis of ternary QD of CuInS₂-GSH was carried out in aqueous medium. The tuning of the optical properties was performed by varying the Cu+/In3+ ratio and the preparation of the CuInS₂/ZnS and CuInS₂/ZnSe core-shell systems. The electrochemical method was based on the reduction of elemental sulfur in a cavity cell. By applying a 30 mA constant current, it was possible to control the production of S²⁻ into the cathodic cavity. By electrostatic repulsion, the sulfide ions were expelled to CuSO₄ and In (NO₃)₃ solution. Different Cu⁺/In³⁺ ratios were tested (1:2, 1:4, 1:8, 1:16 and 1:32) for GSH stabilized CuInS₂ production. Core-shell systems were prepared by mixing CuInS₂ and ZnS (or ZnSe) quantum dot stock solutions, in different core/shell ratios (0.25, 0.5, 1.0 and 1.5). The ZnS and ZnSe QDs were prepared using the same cavity cell electrochemical methodology. The optical characterizations allowed elucidating the CuInS₂-GSH nanoparticle synthesis mechanism, which reached a maximum quantum yield of 3.08%. By ZnS coating, and compositional variation of the core/shell quantum dots, it was possible the tuning of the CuInS₂/ZnS optical properties, reaching a quantum yield of 9.65%. The XRD and TEM structural characterizations showed the nanoparticle crystallization in chalcopyrite structure, with the diameters 3.5 nm (CuInS₂) and 6.0 nm (CuInS₂/ZnSe). Biological application for HeLa cancer cell labeling showed cell viability greater than 80% for all synthesized QDs.
Databáze: OpenAIRE
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