Estudo teórico da interação de nanopartículas de cobre e óxido de cobre com complexo quiral de piridina e európio(III)

Abstract

O estudo da interação entre nanopartículas metálicas e íons lantanídeos tem sido de interesse em diversas pesquisas nos últimos anos por conta de suas propriedades ópticas utilizadas em conjunto que são capazes de influenciar a intensidade de emissão de lantanídeos. Trabalhos experimentais mostram um aumento ou uma diminuição na intensidade da emissão de certos lantanídeos quando em proximidade com nanopartículas plasmônicas, por conta da interação entre a ressonância de plasmon de superfície e os níveis de energia do lantanídeo. Este comportamento pode ser explicado pelo balanço de três mecanismos: aumento de campo local, transferência de energia não radiativa e decaimentos não radiativos. Mesmo assim, ainda existe uma lacuna de estudos com relação as abordagens teóricas. Desta forma, neste trabalho a partir de resultados experimentais obtidos pelo grupo da Professora Renata Reisfeld foram desenvolvidos três sistemas teóricos de interação entre nanopartículas: i) nanopartículas de cobre (CuNPs) interagindo com o íon Eu(III) ii) nanopartículas de óxido de cobre (CuONPs) interagindo com o íon Eu(III) e iii) CuNPs e CuONPs interagindo em conjunto com o íon Eu(III). Estes sistemas foram baseados em parte em trabalhos consolidados pelo grupo, com nanopartículas de prata e o íon Eu(III). A partir de equações de taxa desenvolvidas para os diferentes sistemas, foi observado em conjunto com os resultados experimentais que o aumento da luminescência é dependente tanto dos três fatores mencionados anteriormente, quanto do comprimento de onda de excitação utilizado, se este está em ressonância com o plasmon da NP e também da distância do íon lantanídeo à NP. O primeiro sistema foi descartado como possibilidade de estar representando os dados experimentais de forma correta, pois não teve aumento nas razões das intensidades. O segundo sistema, tivemos aumento na intensidade de cerca de 22 vezes, algo muito maior que os resultados experimentais. O terceiro sistema foi o que mais se aproximou dos dados experimentais, indicando a possibilidade de existirem dois tipos de nanopartículas de cobre presentes.