ÁREA: Nanociência e Nanotecnologia
TÍTULO: Análises espectroscópica e microscópica de filmes finos de ftalocianina de cobre e polissacarídeos naturais
AUTORES: MOURA, S. L. (UFPI) ; PASSOS, I. N. G. (UFPI) ; SANTOS, J. A. V. (UFPI) ; SANTOS JÚNIOR, J. R. (UFPI)
RESUMO: A técnica Layer-by-Layer (LbL) mostrou-se versátil na preparação de filmes ultrafinos, com os materiais utilizados neste trabalho, onde se utilizaram moléculas eletroativas de ftalocianina tetrassulfonatada de cobre em conjunto com o polímero poli(alilamina hidroclorada), e gomas naturais do angico branco e do caju. A presença das gomas nos filmes destacou-se: i) pelo aumento dos valores de absorbância no UV-Vis e massa em microbalança de cristal de quartzo, principalmente com a goma do angico; ii) os espectros de FTIR e Raman confirmaram a interação existentre a ftalocianina e as gomas naturais; iii) através das imagens de AFM foi possível afirmar que, quando se relaciona os valores de rugosidade média dos filmes contendo 10 quadricamadas com a absorbância se tem concordância.
PALAVRAS CHAVES: filmes lbl, ftalocianina de cobre, polissacarídeos naturais
INTRODUÇÃO: Filmes automontados, são materiais que podem se auto organizarem espontaneamente no nível molecular ou sob a ação de um campo elétrico ou magnético. Estes filmes que apresentam espessura em escala nanométrica são designados como filmes nanoestruturados. (Zucolotto et al., 2006a). A goma do cajueiro (Anacardium occidentale), pertencente à família Anacardiaceae, que possui cerca de 60 a 74 gêneros e 400 a 600 espécies de árvores e arbustos, plantas essas, tropicais e subtropicais, com poucos representantes de clima temperado. O angico branco de nome científico Anadenanthera colubrina pertence a família Leguminosae-Mimosoideae e possui características semelhantes à goma do cajueiro, pertencente ao grupo das arabinogalactanas substituídas seu polissacarídeo é composto por arabinose, galactose, ácido urônico e traços de ramnose e manose. A ftalocianina tetrassulfonatada de cobre possui quatro grupos sulfônicos substituintes e tem o cobre como metal central, o qual é um dos metais mais usados e importantes na indústria por ser dúctil, maleável e bom condutor de eletricidade. A poli(alilamina hidroclorada) (PAH), é conhecida como polímero de construção, pois a mesma é usada em filmes com o objetivo de unir outros materiais. Assim sendo, esse material tem o objetivo de unir materiais de caráter aniônico, como as gomas naturais e a ftalocianina metálica. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver filmes ultrafinos utilizando a ftalocianina tetrassulfonatada de cobre e as gomas exsudadas do cajueiro e do angico branco, através da técnica de automontagem, layer by layer, e a caracterização através de técnicas espectroscópicas e microscópica, UV-VIS, FTIR, RAMAN e AFM, além de acompanhar o crescimento da massa dos filmes através de microbalança de cristal de quartzo (MCQ).
MATERIAL E MÉTODOS: Os materiais utilizados como polieletrólitos na fabricação dos filmes automontados deste trabalho foram as gomas naturais do cajueiro e do angico branco, além da ftalocianina de cobre (FtTsCu). As gomas naturais foram obtidas na cidade de Teresina (Piauí) e passaram pelo processo de purificação e isolamento na forma de sal de sódio. Após a purificação, uma massa de 0,5 g da goma foi solubilizada em 100 mL de água ultra pura (sistema Milli-Q), sob agitação, por um período de 24 horas. Em seguida a solução de goma foi filtrada em funil de placa sinterizada. Este trabalho utilizou de alguns tipos diferentes de substratos, tendo em vista as técnicas de caracterização a que cabia cada um. Sendo assim, cada um desses materiais passou por um rigoroso processo de limpeza, chamado de hidrofilização (KERN, W. Semicondutor International, 94, 1984), a fim de se remover totalmente as impurezas dos substratos que pudessem impedir o processo de adsorção das soluções interferindo assim na qualidade dos filmes. Para realização do procedimento de adsorção de materiais, foram depositadas camadas alternadas de materiais com cargas opostas começando pela PAH (material catiônico) e após a ftalocianina tetrassulfonatada de cobre (FtTsCu) ou as gomas naturais (caju e angico branco), ambos de caráter aniônico, formando assim filmes finos em quadricamadas e possibilitando a arquitetura altamente organizadas dos mesmos. Na preparação dos filmes para cada tipo de caracterização, os substratos foram imersos por 15 segundos nas soluções em estudo, lavados numa solução de HCl pH 5,6 e secos através de fluxo de Nitrogênio. Esses filmes foram preparados como se segue: Sequência 1: (PAH/FtTsCu/PAH/Gomas)n; Sequência 2: (PAH/Gomas/PAH/FtTsCu)n, sendo n o número de bi/quadricamadas do filme.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os espectros de absorção dos filmes automontados contendo ftalocianina de cobre e gomas naturais de angico branco e do cajueiro na região do ultravioleta visível se nota a intensa banda de absorção em 615,5 nm relacionados às espécies diméricas (ou formação de agregados) e um pequeno ombro em 680 nm que pode estar relacionado às espécies monoméricas das ftalocianinas tetrassulfonatadas. Os filmes formados com a FtTsCu e as gomas regionais possuem pequenos deslocamentos dos picos de absorção máxima quando se compara com os espectros das soluções. Resultados de MCQ também foram registrados para as gomas de caju e angico branco com FtTsCu e permite afirmações a cerca da quantidade de massa em função da área do substrato para esses materiais. A interação entre a ftalocianina e as gomas deve ocorrer entre os grupos sulfônicos da FtTsCu e amina da PAH e os grupo acetil presente nas gomas. Esta interação pode está comprovada através dos espectros de FTIR pelo deslocamento da banda presente em 1003 cm-1 referente aos grupos sulfônicos para menores valores em 1024 cm-1 nos filmes automontados. Nos espectros Raman há deslocamentos de picos dos filmes formados, que podem está relacionados à conformação adotada pelas moléculas na superfície do substrato e como estas se arranjam na formação dos filmes automontados. Esta atribuições das bandas, com o deslocamento daquela observada em 1033 cm-1 da FtTsCu pura para 1024 cm-1 nos filmes automontados. Assim, relacionando os resultados de microscopia Raman com os resultados de UV-Vis pode-se inferir que se admitindo que as moléculas se organizam paralelamente a superfície do substrato (Siqueira Jr. 2006a; Siqueira Jr. et al, 2008), então a formação do filme está sendo facilitada pela presença das gomas.
CONCLUSÕES: O processo de adsorção se apresentou auto-regulado em ambos os sistemas estudados, obtendo uma relação linear entre a absorbância e o número de bi/quadricamadas. Resultados de MCQ confirmaram o crescimento auto-regulado dos dois sistemas e as medidas de FTIR possibilitaram confirmar interações existentes entre os materiais. O espectro Raman da FtTsCu (pó) apresenta sinais intensos em 747, 1334 e em 1534 cm-1 atribuídos a respiração do anéis benzenos e aos estiramentos pirrol da ftalocianina. Quando se relaciona os valores de rugosidade média dos filmes com a absorbância se tem concordância.
AGRADECIMENTOS: Ao CNPq, FINEP, FAPEPI e UFPI.
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