Produção e caracterização de membranas fluorescentes por coeletrofiação de soluções poliméricas com iodeto de (4-[4-(dimetilamino)estiril]-1-metilpiridínio)

Abstract

A produção de membranas poliméricas por eletrofiação permite a formação de materiais ultrafinos, porosos e com altas áreas superficiais. Moléculas que emitem fluorescência podem ser usadas para diversas aplicações, como sondas de sinalizadores biológicos, de poluentes, de substâncias nocivas, podem ajudar em diagnósticos e para produzir dispositivos óticos. Porém, essas moléculas apresentam limitações em solução devido a dispersão energética para o solvente. Em vista disso, nesta Tese, estudou-se a produção de membranas fluorescentes por eletrofiação de vários sistemas poliméricos a fim de comparação. Esses sistemas foram associados fisicamente à sonda fluorescente iodeto de (4-[4-(dimetilamino)estiril]-1-metilpiridinío) (DSMI), assim como seu precursor não metilado o 4-[4-(dimetilamino)-estiril piridina] (DMASP). A associação da DSMI com as soluções para eletrofiação dos sistemas poliméricos resultou na formação de membranas altamente fluorescentes com rendimentos quânticos de até 76,9 vezes maior do que em solução aquosa. As misturas físicas polímeros-sonda tiveram como desvantagem a lixiviação do corante para solução, com isso, o precursor DMASP foi usado para ancorar a sonda covalentemente em xerogel de sílica (XSB30) e nas cadeias poliméricas da EHEC. Através do resultados obtidos foi possível avaliar as características fluorescentes de membranas poliméricas produzidas por co-eletrofiação com moléculas fluorescentes o que poderá dar continuidade a trabalhos que visam a produção de sistemas óticos para aplicação em dispositivos óticos de alta eficiência.

Abstract: The production of polymer membranes by electrospinning allows formation of ultrafine, porous materials with high surface areas. Fluorescent molecules can be used for variety of applications, such as biological signaling probes, pollutants, harmful substances, in diagnostics because they exhibit specific behaviors in particular environments or can be used to produce optical devices. However, these molecules have limitations in solution due to energy dispersion for solvents. In this Thesis, the production of fluorescent membranes was studied by electrospinning of several polymers for comparison. These systems were physically associated to the fluorescence probe (4-[4-(dimethylamino) styryl]-1-methylpyridinium) iodite (DSMI), as well as its precursor 4-[4-(dimethylamino)styryl pyridine] (DMASP). The association of the DSMI with the electropinning solutions resulted in formation of highly fluorescent membranes with quantum yields of up to 76.9 times higher than that obtained in aqueous solution. The physical polymer-probe mixtures had the disadvantage of dye leaching to solution, further in ethanol, which indicated some limitation of use of the membranes as a sensor in solution. Thus, the precursor DMASP was used to anchor the probe chemically in silica xerogel (XSB30) and EHEC polymer chains. Through the results obtained, it was possible to evaluate the fluorescence characteristics of polymer membranes produced by co-electrospinning with fluorescent dyes, which may continue work aimed at the production of optical systems for application in high efficiency optical devices.