Propriedades morfológicas e ópticas de nanofibras de PMMA/MEH-PPV

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Propriedades morfológicas e ópticas de nanofibras de PMMA/MEH-PPV

  1. 1. 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 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 Novembro de 2014
  2. 2. 2 Introdução Materiais Nanoestruturados
  3. 3. 3 Introdução Nanofibras poliméricas Fio de cabelo x nanofibras 1,0 mm Fonte: www.epa.gov 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. 4. 4 Introdução Aplicações Membranas para filtração Liberação controlada Dispositivos ópticos/eletrônicos Engenharia de tecidos Sensores e biosensores
  5. 5. 5 Introdução Laboratório de Novos Materias e Sensores
  6. 6. 5 Introdução Laboratório de Novos Materias e Sensores Modificação com filmes finos para avaliação de qualidade de água
  7. 7. 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
  8. 8. 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
  9. 9. 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 Nanofibras de PMMA/MEH-PPV 5 % (m/v) PMMA + 0,1 % (m/m) MEH-PPV Eletrofiação Clorofórmio e 1,2-dicloroetano 4h Eletrofiação Clorofórmio 4h
  10. 10. 7 Experimental Parâmetros eletrofiação • Vazão = 0,15 mL/h • Tensão aplicada = 20 kV • Distância agulha-coletor = 6 cm • Diâmetro interno da agulha = 1.2 mm Caracterização Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR) Espectroscopia de fluorescência Microscopia ótica de fluorescência Esquema eletrofiação
  11. 11. 5% 7% 20% 5% 7% 20% 8 Resultados – MEV nanofibras PMMA Clorofórmio 249 ± 85 nm 1,2-dicloroetano 110 ± 58 nm 590 ± 135 nm 2170 ± 490 nm 570 ± 216 nm 2250 ± 510 nm
  12. 12. 8 Resultados – MEV nanofibras PMMA Clorofórmio 249 ± 85 nm 1,2-dicloroetano 110 ± 58 nm Surfactante CTAB 10% (m/m) Dimunui a tensão superficial e a viscosidade da solução Nanofibras com diâmetros menores e superfície mais homogênea. Presença de beads 5% 5% brometo de cetiltrimetilamônio
  13. 13. 8 Resultados – MEV nanofibras PMMA Clorofórmio 249 ± 85 nm 1,2-dicloroetano 110 ± 58 nm Surfactante CTAB 10% (m/m) Dimunui a tensão superficial e a viscosidade da solução Nanofibras com diâmetros menores e superfície mais homogênea. Presença de beads 5% 5% brometo de cetiltrimetilamônio
  14. 14. 9 Resultados – MEV Nanofibras PMMA – 10% CTAB (m/m) 169 ± 74 nm
  15. 15. 9 Resultados – MEV Nanofibras PMMA – 10% CTAB (m/m) Nanofibras PMMA/MEH-PPV – 10% CTAB (m/m) 169 ± 74 nm 168 ± 32 nm
  16. 16. 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
  17. 17. 10 Resultados – FTIR C=C C-O MEH-PPV
  18. 18. 11 Resultados – Propriedades Óticas lmáx = 550 nm
  19. 19. 12 Resultados 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.
  20. 20. 13 Conclusões Obtenção de nanofibras de PMMA com diâmetro médio entre 110 nm e 2,25 mm Adição do surfactante CTAB – Incorporação do polímero MEH-PPV sem separação de fase e as propriedades fluorescentes foram mantidas após o processo de eletrofiação 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
  21. 21. 13 Conclusões Obtenção de nanofibras de PMMA com diâmetro médio entre 110 nm e 2,25 mm Adição do surfactante CTAB – Incorporação do polímero MEH-PPV sem separação de fase e as propriedades fluorescentes foram mantidas após o processo de eletrofiação 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
  22. 22. 14 Agredecimentos Obrigada pela atenção!

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