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Título: O papel do óxido de grafeno no funcionamento de dispositivos moleculares de conversão de energia
Autor(es): Baggio, Alan Rocha
Orientador(es): Paterno, Leonardo Giordano
Assunto: Óxido de grafeno
Conversão de energia - dispositivos
Transferência de carga
Transferência de energia
Terapia fotodinâmica
Data de publicação: 21-Jul-2022
Referência: BAGGIO, Alan Rocha. O papel do óxido de grafeno no funcionamento de dispositivos moleculares de conversão de energia. 2018. xv, 118 f., il. Tese (Doutorado em Química) — Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: Esse projeto de doutorado propõe compreender o papel do óxido de grafeno sobre o funcionamento de três dispositivos para conversão de energia – célula solar orgânica, emissor de luz e plataforma para terapia fotodinâmica. As propriedades fotofísicas de polímeros conjugados modelo poli(9-vinil carbazol) (PVK) e poli(3-hexil tiofeno) (P3HT) adsorvidos sobre a superfície de filmes ultrafinos de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (RGO) foram estudadas por espectroscopias de absorção e emissão no UV-vis em estado estacionário. Verificou-se que tanto GO quanto o RGO suprimem a emissão de luz destes polímeros conjugados. Posteriormente, foram construídas células solares orgânicas (CSO) e dispositivos orgânicos emissores de luz (OLED), ambos sobre substrato de vidro condutor tipo ITO, previamente funcionalizados com filmes ultrafinos de GO/RGO.. Os dispositivos com camadas de GO e de RGO apresentaram resposta fotoelétrica inferior aos dispositivos controle. Por fim, foram produzidas amostras de GO, RGO e nano óxido de grafeno carboxilado (NGO) associadas ao fotossensibilizador cloreto de ftalocianina de alumínio (ClAlPc). A geração de espécies reativas de oxigênio por amostras excitadas em 660 nm foi quantificada por espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica na presença de uma sonda molecular de spin. Observou-se a formação de um complexo estável e não emissivo entre a ClAlPc e os óxidos de grafeno estudados. O tempo de vida de emissão da ClAlPc foi reduzido nestes complexos e constatou-se a supressão da emissão e da geração de espécies reativas de oxigênio pela ClAlPc. A partir dos resultados obtidos e uma análise sobre os níveis eletrônicos dos materiais estudados, conclui-se que o GO, NGO e RGO são capazes de atuar em processos que envolvem transferência de carga/energia, promovendo a relaxação de estado excitado e suprimindo a luminescência ou a geração de espécies reativas de oxigênio, ou transportando elétrons/lacunas em células solares/OLEDs.
Abstract: This doctoral project aimed to understanding the role of graphene oxide in the operation of three energy conversion devices - organic solar cell (OSC), organic light emitting diode (OLED) and platform for photodynamic therapy. The photophysical properties of poly (9-vinyl carbazole) (PVK) and poly (3-hexyl thiophene) (P3HT) conjugated polymers, adsorbed onto ultrathin graphene oxide (GO) and graphene oxide (RGO) films, were studied by steady-state UV-vis absorption and emission spectroscopies. . It has been found that both GO and RGO suppress the light emission of these conjugated polymers. Subsequently, organic solar cells and organic light emitting devices were built, both on ITO conductive glass substrate previously functionalized GO/RGO ultrathin films. It was observed that GO/RGO-based devices presented photoelectric response worse than control devices (absent of GO/RGO). Finally, samples of GO, RGO and carboxylated nano graphene oxide (NGO) associated with the photosensitizer aluminum phthalocyanine chloride (ClAlPc) were produced and their photophysical properties and generation of reactive oxygen species were evaluated steady-stated and time-resolved UV-vis emission and electron paramagnetic resonance spectroscopies. The results showed the formation of a stable and non-emissive complex between the ClAlPc and the graphene oxides. The emission life time ClAlPc was reduced in these complexes and it is verified the suppression of both light emission and generation of reactive oxygen species by ClAlPc. Based on the experimental results and analysis of the electronic levels of the studied materials, it is concluded that GO, NGO, and RGO act in the charge/energy transfer processes, promoting the relaxation of excited state and suppressing luminescence or generation of reactive oxygen species, or carrying electrons/holes in OSC and OLED.
Unidade Acadêmica: Instituto de Química (IQ)
Informações adicionais: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2018.
Programa de pós-graduação: Programa de Pós-Graduação em Química
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF).
Aparece nas coleções:Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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