Desenvolvimento de materiais fluorescentes baseados em silsesquioxanos

Abstract

Os materiais híbridos têm como objetivo a síntese de um material final que contenha uma ou mais características desejadas de seus precursores. Uma classe de materiais que tem ganhado mais destaque ao longo dos últimos anos é a classe dos POSS (Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes), polímeros cíclicos derivados de siloxanos. Esses materiais podem apresentar uma estrutura poligonal semelhante a uma “caixa” e despertam um grande interesse devido as possibilidades de síntese e pelo número de compostos que podem ser acoplados a essa estrutura conferindo ao produto uma série de propriedades como resistência térmica, elétrica e propriedades óticas. Nesse trabalho, foram desenvolvidos quatro materiais híbridos de POSS resultantes de silsesquioxano com materiais emissores, nesse caso derivados de fluoreno, tiofeno e tetrazina identificados como L1, L2, L3 e L4. A partir dos resultados da caracterização dos materiais, foi realizado um ensaio de fotocatálise em meio aquoso na presença de Rodamina-B sob emissão de radiação UV para explorar essa aplicação. Os ensaios indicaram que o composto L3 derivado de tiofeno e tetrazina, apresentou atividade catalítica removendo 19% da concentração inicial após 60 minutos e 58% após 240 minutos. Esses resultados apontam para a possibilidade de aplicação desse material para fotocatálise com foco na degradação de compostos orgânicos devido de suas propriedades óticas e por sua capacidade de formação de redes poliméricas. A pesquisa desenvolvida serve também como base para futuros desenvolvimentos de materiais de mesma classe e exploração da fotocatálise de maneira mais aprofundada.

Hybrid materials aim at the synthesis of a final material that contains one or more desired characteristics of their precursors. A class of materials that has gained more prominence over the last few years and the class of POSS (Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes), cyclic polymers derived from siloxanes. These materials can present a polygonal structure similar to a "cage" and arouse a great interest due to the possibilities of synthesis and the number of compounds that can be coupled to this structure giving the final product a series of properties such as thermal, electrical, and optical properties. In this work, four hybrid POSS materials synthetized from silsesquioxane were developed with emitting materials, in this case, derived from fluorene, thiophene, and tetrazine identified as L1, L2, L3 and L4. Based on the results of the characterization of the materials, a photocatalysis simulation was performed in an aqueous medium in the presence of Rhodamine-B under UV emission to explore this application. The results indicated that the compound L3 derived from thiophene and tetrazine presented catalytic activity removing 19% of the initial concentration after 60 minutes and 58% after 240 minutes. These results point to the possibility of applying this material to photocatalysis with a focus on the degradation of organic compounds due to their optical properties and because of their ability to form polymeric networks. The research developed also serves as the basis for future development of materials of the same class and in-depth exploration of photocatalysis