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Explorando a tansdução fototérmica de MOFs contendo íons CU²+ e do híbrido HKUST-1/FA

Esta tese objetivou a investigação da performance de transdução fototérmica em MOFs contendo íon Cu²⁺ e do híbrido HKUST-1/FA. Foram sintetizadas e caracterizadas nanoesferas da MOF HKUST-1 e descrito pela primeira vez o seu desempenho na transdução fototérmica mediado por transições d-d de íons Cu²...

Full description

Main Author: SILVA, Cecília Santos
Other Authors: DE SÁ, Gilberto Fernandes
Format: doctoralThesis
Language: por
Published: Universidade Federal de Pernambuco 2019
Subjects:
Metais de Transição
Compósitos
Conversão Fototérmica
Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31750
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spelling ir-123456789-317502019-10-26T06:10:03Z Explorando a tansdução fototérmica de MOFs contendo íons CU²+ e do híbrido HKUST-1/FA SILVA, Cecília Santos DE SÁ, Gilberto Fernandes http://lattes.cnpq.br/6488121339052488 http://lattes.cnpq.br/8566259644383407 Metais de Transição Compósitos Conversão Fototérmica Esta tese objetivou a investigação da performance de transdução fototérmica em MOFs contendo íon Cu²⁺ e do híbrido HKUST-1/FA. Foram sintetizadas e caracterizadas nanoesferas da MOF HKUST-1 e descrito pela primeira vez o seu desempenho na transdução fototérmica mediado por transições d-d de íons Cu²⁺. A alta capacidade de fotoabsorção na região do NIR da suspensão etanólica da MOF HKUST-1 (Qext,₇₈₅= 2,7•10⁹ M⁻¹•cm⁻¹) e eficiência de conversão fototérmica (η= 68,1%,) tornam a HKUST-1 como um candidato promissor em abordagens terapêuticas combinadas, como quimioterapia/terapia fototérmica com alta eficiência. Além disso, foram desenvolvidos compósitos a partir da impregnação da HKUST-1 em fibras de algodão (FA), dando origem aos materiais HKUST-1/FA, suas características morfológicas e estruturais foram investigadas. Os compósitos HKUST-1/FA exibiram conversão fototérmica com taxas de aquecimento e resfriamento exponenciais, a partir da excitação com laser de diodo (λ = 785 nm), em diferentes densidades de potências (400 a 1000 mW•m⁻²). Observou-se que a temperatura máxima atingida pelos compósitos, aumentou com o aumento dos ciclos de deposição da MOF nos tecidos, foi visto ainda que a temperatura máxima de equilíbrio pode ser prevista a partir de uma relação linear com a densidade de potência do laser, o que pode conduzir a aplicações que exijam o uso de aquecimento-resfriamento de forma controlada, rápida, eficiente e segura. A fim de introduzir a propriedade de transdução fototérmica em uma MOF através da substituição, in situ, de íons de sua estrutura por íons Cu²⁺ foram sintetizados e caracterizados nanocristais de ZIF-8 dopados com íon Cu²⁺, nomeados como Cu10%/ZIF-8 e Cu25%/ZIF-8, cujas porcentagens molares foram de 10 e 25% de Cu(NO₃)₂ em relação ao Zn(NO₃)₂, respectivamente. Os resultados mostraram que a dopagem da estrutura da ZIF-8 leva a diminuição do tamanho médio de partícula, de 203 (ZIF-8) para 143 nm (Cu25%/ZIF-8), com manutenção no padrão de DRX. A área superficial das amostras dopadas não apresentaram alterações significativas em relação a ZIF-8, 1117 e 1235 m²/g para Cu10%/ZIF-8 e Cu25%/ZIF-8, respectivamente. Além disso, os estudos da transdução fototérmica da Cu25%/ZIF-8 apresentou variação máxima de temperatura de 13,6 °C ao ser irradiada por laser de 980 nm, com densidade de potência de 1 W/cm² durante 3 minutos, revelando que este material é um candidato em potencial a agente para terapias fototérmicas. CAPES This thesis aimed to investigate the performance of photothermal transduction in MOFs containing Cu²⁺ ion and the HKUST-1/FA hybrid. Nanospheres of HKUST-1 MOF were synthesized and characterized, in addition was described for the first time their performance in photothermal transduction mediated by d-d transitions of Cu²⁺ ions. The high photoabsorption capacity in the NIR region of the HKUST-1 ethanolic suspension (Qext,₇₈₅= 2,7•10⁹ M⁻¹•cm⁻¹) and photothermal conversion efficiency (η = 68.1%) make HKUST-1 a promising candidate in combined therapeutic approaches, such as chemotherapy/photothermal therapy with high efficiency. In addition, composites were developed from HKUST-1 impregnation in cotton fibers (FA), giving rise to HKUST-1/FA materials, its morphological and structural characteristics were investigated. HKUST-1/FA composites exhibited photothermal conversion with exponential heating and cooling rates from diode laser excitation (λ = 785 nm) at different power densities (400 a 1000 mW•m⁻²). It was observed that the maximum temperature reached by the composites increased with the increase of the MOF deposition cycles in the tissues. It has also been seen that the maximum equilibrium temperature can be predicted from a linear relation with the power density of the laser, which can lead to applications requiring the use of heating and cooling in a controlled, fast, efficient and safe manner. In order to introduce the photothermal transduction property into a MOF through the in situ substitution of ions of its structure by Cu²⁺ ions Cu²⁺ doped ZIF-8 nanocrystals were named and characterized as Cu10%/ZIF-8 and Cu25%/ZIF-8, whose molar percentages were 10 and 25% of Cu(NO₃)₂ in relation to Zn(NO₃)₂ respectively. The results showed that doping of the ZIF-8 tructure leads to a decrease in mean particle size from 203 (ZIF-8) to 143 nm (Cu25%/ZIF-8), with maintenance on the XRD pattern. The surface area of the doped samples did not show significant changes in relation to ZIF-8, 1117 and 1235m²/g for Cu10%/ZIF-8 and Cu25%/ZIF-8, respectively. In addition, the Cu25%/ZIF-8 photothermal transduction studies showed a maximum temperature variation of 13.6° C when irradiated by 980nm laser, with a power density of 1 W/cm² for 3 minutes, revealing that this material is a potential candidate for photothermal therapies. 2019-08-09T23:12:56Z 2019-08-09T23:12:56Z 2017-09-19 doctoralThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31750 por embargoedAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Quimica
institution REPOSITORIO UFPE
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