O laboratório

O laboratório e suas tecnologias

As aplicações baseadas na luminescência dos íons terras raras (TR) têm alcançado uma posição importante na sociedade moderna. Por exemplo, os fósforos de TR são usados em iluminação, lasers, fibras ópticas, tubos de raios catódicos, diagnósticos de raios-x, detecção de radiação (raios gama e de elétrons), etc.
Existe atualmente, um crescente interesse no desenvolvimento de dispositivos eletroluminescentes (EL) utilizando íons TR como centro emissor, principalmente visando suas aplicações em monitores de telas planas. Um dos nossos objetivos é preparar compostos contendo íons TR altamente luminescentes para a produção dos chamados dispositivos moleculares conversores de luz (DMCL) e estudar as suas propriedades fotoluminescentes.

O nosso grupo vem se dedicando ao estudo fotoluminescente de complexos de TR contendo ligantes orgânicos: macrocíclicos, calixarenos, b-dicetonatos, AZT, peptídeos, polímeros, amidas, etc., bem como com matrizes inorgânicas dopadas com íons terras raras, (exemplos: zeólitas e TR2(WO4)3:Eu3+, Tm3+, Eu2+, Tb3+, Sm3+). Esses complexos têm apresentado alto rendimento quântico tornando-se promissores na aplicação como marcadores ópticos e fluoroimunoensaios. Compostos altamente luminescentes estão sendo desenvolvidos para possível aplicação como marcadores ópticos luminescentes em cédulas brasileiras (Casa da Moeda do Brasil). Por exemplo, o composto [Eu(TTA)3(DBSO)2], sintetizado em nosso laboratório apresenta um rendimento quântico de 85%, o mais alto, até momento, em compostos de coordenação. Resina epóxi, componente de alto percentual nas formulações de tinta em pó, vem sendo preparada com vários complexos de dicetonatos de TR3+ (Eu3+, Gd3+ ou Tb3+) e investigadas através de espectroscopia fotoluminescentes. Além disso, nanomateriais contendo íons TR estão sendo preparados pelos métodos: de combustão, Pechini, sol-gel, polimerização e etc.  Novos materiais com características completamente diferentes podem ser obtidos, o que leva a uma enorme flexibilidade das estruturas em escala nanométrica e consequentemente bastante versáteis quanto às propriedades ópticas. Também estamos voltados para o desenvolvimento de dispositivos orgânicos emissores de luz (organic light emitting devices - OLEDs) contendo íons TR como centro emissor.

A corrida pela evolução tecnológica de dispositivos óptico-eletrônicos conversores de luz justifica a dedicação à área de complexos de terras raras altamente luminescentes. Os íons TR utilizados nos dispositivos eletroluminescentes são conhecidos por exibirem alta luminescência com bandas espectrais extremamente finas, devido à estrutura dos seus níveis de energia, tempos de vida longos, alta eficiência quântica e cores puras (monocromáticas). Deve-se frisar que o nosso grupo em colaboração com o Prof. Dr. Marcos Cremona (PUC-RJ) têm sido os pioneiros no Brasil no desenvolvimento dos dispositivos eletroluminescentes utilizando os íons európio e samário trivalentes como centros emissores.

A intensidade de luminescência 4f-4f em compostos de coordenação com íons TR é o resultado de um balanceamento entre taxas de absorção, de decaimentos não radiativos, de transferência de energia ligante-metal, e de emissão envolvidas quando radiação eletromagnética incide sobre esses compostos. Os dados espectrais destes sistemas fornecem das estruturas dos níveis de energia e informações sobre o ambiente químico em torno do íon TR.