Os resultados deste trabalho foram divididos em duas etapas: na síntese e passivação de PQCs e a fabricação de nanocompósitos de PVA/PQCs sobre substratos de silício. Na primeira etapa, realizou-se a síntese eletroquímica de pontos quânticos de carbono em água. Este método resultou em nanopartículas uniformes de aproximadamente 1,6 a 2,5 nm. Estudos de espectroscopia de fotoluminescência demonstraram que a PL destes PQCs é dominada por duas emissões, E1 e E2. A emissão E1, estreita e mais energética, foi associada às recombinações de pares elétron-buraco através do gap de banda do núcleo dos PQCs. Já a emissão menos energética E2 apresentou-se distribuída em todo o espectro visível, sendo relacionada às recombinações através dos diversos estados de superfície. A contribuição E1 dos PQCs em água, demonstrou baixa intensidade observada nos espectros de PL, já E2 apresentou maior intensidade, porém emissões pouco seletivas e de baixa energia.
Desta maneira, procurou-se melhorar as propriedades óticas dos PQCs a partir da adaptação para um novo método de síntese e passivação simultâneas. Este método consistiu na síntese eletroquímica de PQCs em solução de água e acetona a diferentes concentrações, seguida da evaporação da acetona. A adição da acetona durante a síntese resultou em mudanças significativas nas propriedades óticas dos PQCs, resultando em emissões mais intensas e bandas de emissão e absorção mais estreitas. Esses resultados indicaram que o método desenvolvido neste trabalho foi capaz de promover a síntese e o tratamento superficial nos PQCs, o que dispensou o uso de procedimentos complexos e de componentes tóxicos no processo, garantindo baixa toxicidade associada aos PQCs.
Do ponto de vista de aplicação, este processo promoveu deslocamentos relevantes na faixa de emissão dos PQCs, que passou a emitir luz em cores esverdeadas e azuladas, enquanto as soluções em água apresentam emissões entre o amarelo e vermelho, proporcionando a possibilidade de produção de dispositivos orgânicos emissores de luz em diversas cores. Além disso, foi observado nas nanopartículas obtidas em acetona o surgimento de um pico bem definido no espectro de absorbância na região do UV, indicando que estes PQCs podem ser utilizados para aplicação em filtros bloqueadores de determinadas faixas da luz UV.
Na segunda etapa do trabalho, fabricou-se nanocompósitos PVA/PQCs que foram depositados sobre substratos de silício. A produção dos compósitos incorporou ao PVA propriedades fotoluminescentes, no entanto as nanopartículas demonstraram forte tendência de formar estruturas aglomeradas de diversos tamanhos e geometrias, principalmente na
forma de filamentos podendo formar estruturas de até 1,2 milímetros. No entanto, a agregação dos PQCs na forma de filamentos pode apresentar aplicabilidades interessantes na área de nanodispositivos, devido a seletividade de emissão em comprimentos de onda específicos, e a auto-organização de nanopartículas semicondutoras em estruturas milimétricas ordenadas sobre substratos sólidos. Por fim, os nanocompósitos fabricados com os PQCs passivados apresentaram melhor dispersão e menor tendência de formar grandes estruturas aglomeradas, onde a presença da acetona na síntese promoveu melhor interação das nanopartículas com o filme polimérico.
Assim, os resultados deste trabalho contribuíram para a compreensão, melhoria e controle das propriedades óticas dos PQCs, através de modificações nas soluções utilizadas durante o processo de síntese e na produção de compósitos poliméricos. Porém, é preciso melhorar o controle na distribuição e dispersão das nanopartículas de carbono de modo a obter filmes com propriedades ópticas mais uniformes, que por sua vez, podem ser explorados para o uso em células solares, fotodetectores e sensores de alta sensitividade na faixa de comprimentos de onda do espectro visível.
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