Efeito fotocrômico em Ormosil's dopados com molibdênio preparados por síntese de Sol-Gel

Abstract

A técnica sol-gel tem sido largamente utilizada na preparação de géis vítreos, filmes finos, fibras e partículas através de reações de hidrólise e policondensação de metais alcoóxidos. A grande variedade de alcoóxidos metálicos tem facilitado o processo de materiais com novas composições e propriedades como os Materiais Híbridos Orgânicos-Inorgânicos (OIHM), com potencial para muitas aplicações científicas e tecnológicas. Esses híbridos combinam as vantagens do processo sol-gel com as características específicas dos polímeros orgânicos, permitindo a fácil fabricação de filmes finos sem fraturas ou trincas e de alta qualidade óptica. Metais de transição têm sido utilizados como agentes fotocrômicos em OIHM, pois quando expostos à luz visível ou ultravioleta, seu espectro de absorção sofre mudanças (ex.: fotoescurecimento). Isto ocorre devido às mudanças no estado de oxidação, atribuídas às transições eletrônicas nos subníveis d, pois no momento em que a luz é absorvida, um elétron, que estava no estado de baixa energia, salta para um estado de mais alta energia, podendo escurecer o filme. Neste trabalho dedicou-se à preparação e caracterização óptica de filmes OIHM com utilização da técnica sol-gel e dopados com Molibdênio. Como precursores da matriz orgânica-inorgânica utilizamos o 3-Glicidoxipropil-trimetoxisilano (GPTS) e o Tetraetilortosilicato (TEOS) (como matriz orgânica-inorgânica) e o Ácido Molíbdico (AcMo) como dopante. As amostras foram preparadas na forma de filmes finos, sendo depositados em lâminas microscópicas pela técnica “dip-coating” e os espectros de absorção UV-Vis-IR foram obtidos na região de 300 a 1000 nm após exposição do filme por 5 min a 5,0 cm de uma lâmpada comercial UV (15 W). Esse...

The sol-gel technique is being widely used for the preparation of glass gels, thin films, fibers and particles from the reactions of hydrolysis and polycondensation of metal alkoxides. The great variety of functionalized alkoxides has facilitated the processing of materials with new compositions and properties, such as Organic-Inorganic Hybrids Materials (OIHM), with potential for several scientific and technological applications. These hybrids combine the advantages of sol-gel process with specifics characteristics of organic polymers, allowing easier processing of thin films without fractures or cracks and high optical quality. Transition metals have been used as photochromic agent in OIHM, because when exposed to light their absorption spectrum changes (ex. photodarkening). This occurs due to changes in the oxidation state, attributed to electronic transitions in the d subshell. When light is absorbed, an electron is raised from a lower state to a higher state, giving the rise to color.Our work is dedicated to the preparation and optical characterization of OIHM films doped with Molybdenum, prepared by sol-gel using 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS), Tetraethylorthosilicate (TEOS) as organic-inorganic matrix, and Molybdic acid as dopant. The samples are prepared in the form of thin films deposited on microscope slides by dip-coating technique. The films showed intense photochromic effect (photodarkening) when illuminated by a UV irradiation, and a reversible effect was rising when the films were heated (photobleaching). The films were placed at a distance of 5,0 cm from a commercial UV lamp (15 W). The UV-VIS-IR optical absorption spectrum was measured from 300 to 1000 nm each 5 minutes. The photodarkening causes the rising of an absorption band in the 550-900 nm region and this band increases with UV exposition achieving... (Complete abstract click electronic access below)