ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: ESTUDO DA LUMINESCÊNCIA DE FILMES DE QUITOSANA COM O ÍON EURÓPIO (Eu3+)
AUTORES: OLIVEIRA, R.O (UFRN) ; MAIA, D.O (UFRN) ; PEREIRA, M.R (UFRN) ; SILVA, F.R.G (UFRN)
RESUMO: Filmes de quitosana com íons lantanídeos trivalentes Eu3+ foram sintetizados na proporção de 1:3 m/m. Os filmes de quitosana com o íon Eu3+ em 3:1 m/m apresentaram uma boa resistência, sendo neutralizado em solução de NaOH a 5%. Esses filmes foram caracterizados por análise térmica TG/DTG e espectroscopia de luminescência. Cujos resultados da análise térmica indicam que a introdução desse metal na estrutura da quitosana enfraquece as suas ligações, formando um filme onde o íon lantanídeo é adsorvido na estrutura da quitosana. A análise de luminescência mostrou que os filmes de quitosana com o íon Eu3+ apresentam emissão na região do visível, com bandas referentes à quitosana e Eu3+.
PALAVRAS CHAVES: filmes de quitosana, luminescência, lantanídeos
INTRODUÇÃO: Quitosana, Figura 1, é um polissacarídeo derivado da quitina (copolímero natural e linear de B-(1-4)2-amino-2-deoxy-D-glucopiranose e B-(1-4)-2 aceto-amido-2-deoxy-D-glucopiranose derivado da desacetilação parcial da quitina (poly (B(1 (N-acetil-D-glucosamina), que é encontrada em abundância na natureza, principalmente em carapaça de crustáceos (M. Rhazi et al., 2002). Muito tem sido estudado e publicado sobre quitosana e seus usos na última década. Por se tratar de um polímero natural, biodegradável, extremamente abundante e atóxico, a quitosana tem sido proposta como um material potencialmente atraente para usos diversos, principalmente em engenharia, biotecnologia e medicina. As indicações mais comuns são seu emprego como meio complexante de íons metálicos (Odílio, Valmir., 2003 ). A quitosana é considerada um ligante em potencial, por apresentar uma excelente emissão na região do visível (Jiang et al.,1998). Os lantanídeos são os elementos que possuem a camada 4f como camada parcialmente preenchida. Os elétrons 4f são blindados pelos elétrons 5s e 5p, que são espacialmente mais externos fazendo com que a influencia do campo ligante sobre as transições eletrônicas seja pequena. A blindagem faz com que as linhas de absorção e emissão dos íons lantanídeos sejam estreitas e bem definidas. As transições 4f-4f são proibidas por regra de seleção (O.L. Malta et al.,2001), no entanto essa regra pode ser quebrada pela influência da vizinhança química ao redor do íon. De forma que os filmes de quitosana podem favorecer as transições dos íon lantanídeos. Esse trabalho tem como objetivo estudar a luminescência a de filmes de quitosana com íons lantanídeos trivalentes (Ln3+), para que possam ter sua aplicação como sondas luminescentes.
MATERIAL E MÉTODOS: Os filmes foram obtidos pela reação entre quitosana e cloreto de lantanídeo, em proporções de 3:1 m/m para quitosana com íon Eu3+. A quitosana foi dissolvida em uma solução de ácido acético a 2% durante 24 horas e em seguida filtrada, o cloreto de lantanídeo foi adicionado na solução da quitosana e mantido sob agitação por 6 horas na temperatura ambiente. Durante cada hora de reação, foi retirada uma quantidade de 25mL da solução e colocada na estufa por 24 horas para total evaporação do solvente e formação do filme. Esses filmes foram neutralizado com uma solução de NaOH a 5%, após a neutralização os filmes foram lavados com água destilada e colocados para secar por 24 horas na temperatura ambiente. Os filmes sintetizados mostraram–se bastante resistentes.
As curvas TG/DTG para o estudo termoanalíticos dos filmes de quitosana com os íons Eu3+ na proporção 3:1 m/m foram obtidos no laboratório de química do Departamento de Química da UFRN, utilizando uma termobalança Schimadzu modelo TGA 50, sob atmosfera dinâmica de N2 com razão de aquecimento de 5°C min-1, usando um cadinho de alumínio. As massas utilizadas para a realização dessas análises foram 6,55mg, e 3,62mg para o filme de quitosana pura e para filme de quitosana com íon Eu3+, respectivamente.
Os espectros de excitação e emissão foram obtidos no laboratório de espectroscopia das terras raras no Departamento de Química Fundamental da UFPE e no Departamento de Química da UFRN. Utilizando um equipamento Jobin-Yvon Ramonor U-1000 e um espectrofluorímetro SHIMADZU modelo RF-5301PC, respectivamente.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As sobreposições das curvas TG e DTG dos filmes de quitosana pura e do filme de quitosana com íon Eu3+, estão apresentadas nas Figuras 2 e 3, respectivamente, sendo observado uma diferença de perda de massa entre o 2° estágio nas duas curvas, indicando que cloreto de európio foi introduzido na estrutura da quitosana (Y.Tao et al 2007). A curva TG do filme de quitosana com íon Eu3+, apresenta três estágios de perda de massa, enquanto que o filme de quitosana pura apresenta apenas 2 estágios de perda de massa.
O espectro de emissão do filme de quitosana pura, Figura 4, mostra que a quitosana apresenta uma intensidade relativamente alta na região do visível, com energia de 21.505 cm-1 (referente à em = 465nm). Os espectros de emissão dos filmes de quitosana com íon Eu3+ obtidos em 1, 2, 3, 4, 5 e 6 horas, mostram o surgimento das transições referentes ao íon Eu3+. Isso ocorre devido a influencia do campo ligante, fazendo com que essas transições sejam observadas (G.Blasse et al.1986). O espectro obtido em 5 horas apresentou uma melhor emissão do íon Eu3+, quando comparado com os espectros de emissão obtidos em 1, 2, 3, e 4 e 6 horas. Isso ocorre porque a estrutura do filme de quitosana com íon Eu3+ obtido em 5 horas é possivelmente mais rígida em relação às estruturas dos outros filmes como também, o Eu3+ deve estar mais homogeneamente distribuído na membrana. A figura 5 mostra a sobreposição dos espectros desses filmes.
CONCLUSÕES: As curvas TG/DTG mostram 3 etapas de perda de massa nos filmes, indicando que a introdução do cloreto de európio na estrutura da quitosana enfraquece suas ligações, formando um filme onde o íon lantanídeo é adsorvido na estrutura da quitosana. O espectro de emissão da quitosana pura apresenta uma excelente emissão no visível. Nos espectros de emissão dos filmes de quitosana com Eu3+ as transições foram observadas, mas por regras de seleção as transições f-f são proibidas, isso ocorre devido a influencia do campo ligante favorecer as transições nos íons lantanídeos trivalentes (Ln3+).
AGRADECIMENTOS: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq),CAPES, PROPESQ – UFRN.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: G. Blasse, B. C. Grabmaier; Luminescence materials, Springer Verlag, Berlin, 1994.
Jiang Xue-Yin, Jin Yan, Zhang Zhi-lin, Xu Shao-hong., Journal of Crystal Growth., 191 (1998) 692-696
M. Rhazi, J. Desbri_eres , A. Tolaimate , M. Rinaudo , P. Vottero , A. Alagui , M. El Meray., European Polymer Journal., 38 (2002) 1523–1530
O.L. Malta , J. Legendziewicz , E. Huskowska , I. Turowska-Tyrk , R.Q. Albuquerque, C. de Mello Donega , F.R.G. e Silva; Journal of Alloys and Compounds 323–324 (2001) 654–660
Odilio B. G. Assis, Valmir L. da Silva., Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol. 13, nº 4, p. 223-228, 2003.
Yugui Tao, Jun Pan, Shilei Yan, Bin Tang, Longbao Zhu.,Material Science and Engineering B 138 (2007) 84-89
