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Title: Preparação, caracterização e fabricação de sensores de acúmulo de dose de radiação azul baseado em sistemas orgânicos luminescentes.
Authors: Ferreira, Giovana Ribeiro
metadata.dc.contributor.advisor: Bianchi, Rodrigo Fernando
Keywords: Polímeros
Fototerapia
Radiação
Luminescência
Issue Date: 2009
Citation: FERREIRA, Giovana Ribeiro. Preparação, caracterização e fabricação de sensores de acúmulo de dose de radiação azul baseado em sistemas orgânicos luminescentes. 2009. 98f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2009.
Abstract: Desde a descoberta das propriedades eletroluminescentes dos cristais orgânicos em 1963 e posteriormente dos polímeros conjugados em 1977, inúmeros grupos de pesquisa focaram seus estudos na preparação, na caracterização e no uso desses materiais como elemento ativo de dispositivos emissores de luz. Embora esforços tenham sido realizados com o objetivo de ampliar o tempo de vida desses dispositivos visando, sobretudo, sua inserção comercial, os efeitos de fotoxidação dos materiais orgânicos ainda é uma das principais causas dessa limitação e restrição. Se por um lado esse efeito é atualmente a principal barreira para inserção comercial dos dispositivos luminosos baseados em cristais orgânicos ou polímeros, por outro ele abre a possibilidade de concepção e desenvolvimento de dosímetros de radiação. Neste trabalho é apresentado a concepção, o design, a caracterização e a fabricação de um novo sensor de radiação de luz azul baseado nas mudanças das propriedades ópticas de soluções e filmes de tris(8-hydroxiquinolato) de alumínio - Alq3 e poli(2-metóxi,5-etil(2-hexiloxi)parafenilenovinileno) – MEH-PPV. Os resultados obtidos mostram que o sistema MEH-PPV/Alq3 apresenta mudança gradativa de cor do laranja ao amarelo claro, enquanto seu pico de emissão máxima muda do vermelho-laranja (571 nm) ao verde (540 nm) com o tempo de exposição à radiação (foco 460 nm, 40 W/cm2/nm). As taxas dessas mudanças são alteradas facilmente de 2 h a 8 h por meio da manipulação de alguns parâmetros como abundancia de oxigênio umidade e possibilitando o desenvolvimento de um sensor, tipo selo inteligente, de fácil operação e leitura, de baixo custo (< R$ 0,10) e de grande confiabilidade para o monitoramento e controle individual da dose de radiação azul incidente em neonatos durante o tratamento fototerápico da hiperbilirrubinemia neonatal. Finalmente, as mudanças nas propriedades ópticas do MEH-PPV/Alq3 exposto à radiação foram ainda acompanhadas por cromatografia de permeação em gel e por espectroscopias de absorção no infravermelho e de RMN em estado sólido, bem como espectrometria de massas para avaliar o papel da radiação na alteração da estrutura química dos materiais. ____________________________________________________________________________________
ABSTRACT: Since the discovery of electroluminescence properties of organic crystals and conjugated polymers, a considerable number of studies have been done in order to investigate the semiconducting properties of this class of materials as well as their related applications in optoelectronic devices. Recently, efforts have focused on improving the lifetimes of these devices, but the photoxidation process of the organic materials is still an obstacle for many of their commercial applications. Nevertheless, this effect reflects the possibility to design and develop dosimeters where the influence of visible radiation on the optical properties of conjugated materials is more important then improving the luminance and life-time of light-emitting devices made from them. In present work, we have designed, characterized and developed a new blue-light dosimeter based on change in the optical properties of tris(8-hydroxyquinolato)aluminum (Alq3) and poly[(2-methoxy-5-hexyloxy)-p-phenylenevinylene (MEH-PPV) organic systems during photoxidation process. The results show that the material presents a gradation of color from orange to yellow ligth, while its peak position emission shifts from orange-red (571 nm) to green (540 nm) with blue radiation exposure time (460 nm focus, 40 W/cm2/nm). The rate of these changes can be altered by manipulations of organic materials and they are usually slow from 2 to 8 h, suggesting these color and emission changes can be used to design a low cost (US$ 0.05) and easy to make smart device which is also easy to read, easy to operate and accuracy in order to represent easily the radiation exposure time usually used in management of neonatal jaundice. Finally, changes on the optical properties of MEH-PPV/Alq3 systems were followed by gel permeation chromatography, as well as solid state NMR and IR spectroscopies and mass spectrometry in order to evaluate the role of the radiation on the chemical structure of the organic materials.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6358
metadata.dc.rights.license: Open access.
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