Caracterização e aplicação de pontos quânticos de carbono em filmes poliméricos

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a caracterização de filmes poliméricos de polietileno (PE) e Pontos Quânticos de Carbono (CQDs), visando sua aplicação como material fotoconversor para a modulação da luz na agricultura. O método de preparo consistiu na técnica de mistura direta em solução, onde se determinou primeiramente uma proporção otimizada de 10% de PE em tolueno para a formação de filmes com boas características de manipulação. Posteriormente, incorporaram-se os CQDs em diferentes concentrações na matriz polimérica para avaliar seu impacto nas propriedades ópticas do material final. A caracterização foi realizada por espectroscopia de fotoluminescência, utilizando a técnica de Matriz de Excitação-Emissão (EEM) para identificar os perfis de emissão. Os resultados confirmam a incorporação bem-sucedida dos CQDs, com um pico de emissão característico em 555 nm sob excitação a 491 nm, propriedade ausente no filme de PE puro. A análise da intensidade de emissão em função da concentração de CQDs revelou um comportamento não linear, onde a concentração de 0,025 mg/mL apresentou a máxima eficiência fotoluminescente. Concentrações superiores resultaram em uma supressão progressiva da luminescência, fenômeno atribuído ao concentration quenching (supressão por concentração), que ocorre devido à proximidade excessiva entre as nanopartículas no estado sólido. Os ensaios de fotoestabilidade demonstraram que o polímero sofre uma degradação inicial da intensidade, mas tende a um estado de emissão residual estável após exposição prolongada à fonte de excitação. O estudo conclui que a otimização da concentração de CQDs é um fator crítico para maximizar a eficiência óptica dos filmes e valida o potencial do material polimérico PE/CQDs como um conversor de espectro para aplicações biotecnológicas.