Obtenção de nanoplataformas híbridas a base de hidróxido duplo lamelar e pontos quânticos de carbono

Abstract

RESUMO: O princípio da nanotecnologia baseia-se na produção de materiais ou sistemas com propriedades físicas, químicas ou biológicas aperfeiçoadas, proporcionando a possibilidade de aproveitamento para diversos tipos de aplicações. Os hidróxidos duplos lamelares pertencem a uma classe de nanopartículas inorgânicas com camada bidimensional. De outra forma, os pontos quânticos de carbono representam um grupo de nanoestrutura, atraindo destaque pela sua propriedade da fotoluminescência. De maneira geral, ambos possuem fácil obtenção com o custo razoável e ampla gama de aplicabilidade, apresentam baixa toxicidade e biocompatibilidade. Neste contexto, o presente trabalho consiste na elaboração de nanocompósitos, sendo o hidróxido duplo lamelar (HDL), a matriz aniônica hospedeira, e a intercalação interlamelar dos pontos quânticos de carbono (CQD -sigla em inglês), colaborando com a singular característica da fluorescência. Por meio do método solvotermal, foi possível sintetizar com sucesso o CQD. Em seguida, utilizando o método de coprecipitação, mantendo o pH constante, obteve-se êxito na síntese do material híbrido HDL-CQD. De acordo com as técnicas de caracterização, pela leitura espectrofotométrica, o CQD atingiu a incorporação de 98,6% da massa inicial. O FTIR indicou a união das nanoestruturas, promovendo estabilidade térmica, como visualizada por DSC, e comprovou-se a boa estabilidade estrutural do HDL pela técnica de DRX. Sendo assim, nanoplataforma híbrida HDL-CQD exibe próspera atuação na liberação controlada de fármaco, eletrodo de supercapacitores, para investigação criminal identificando impressões digitais ou falsificação de documentos. Tal material foi empregado para a adsorção do antibiótico amoxicilina, no qual foi possível observar a não intercalação molécula farmacêutica, sendo majoritariamente adsorvida na superfície externa da nanoestrutura híbrida HDL-CQD.__ABSTRACT The principle of nanotechnology is based on the production of materials or systems with enhanced physical, chemical, or biological properties, providing the possibility of utilization for various applications. Layered double hydroxides belong to a class of inorganic nanoparticles with a two-dimensional layered structure. On the other hand, carbon quantum dots represent a group of nanostructures that have gained attention due to their photoluminescence property. Both materials are easily obtained at a reasonable cost and have a wide range of applicability, low toxicity, and biocompatibility. In this context, this work focuses on the development of nanocomposites, with the layered double hydroxide (LDH) as the host anionic matrix and the intercalation of carbon quantum dots (CQDs), contributing to the unique characteristic of fluorescence. The CQDs were successfully synthesized using the solvothermal method. Subsequently, the hybrid LDH-CQD material was synthesized by the coprecipitation method, while maintaining a constant pH. Characterization techniques, such as UV-Vis spectrophotometric analysis, indicated that the CQDs achieved 98.6% incorporation of the initial mass. FTIR analysis confirmed the union of the nanostructures, promoting thermal stability as observed by DSC, and the good structural stability of LDH was confirmed by XRD analysis. Therefore, the hybrid LDH-CQD nanoplatform exhibits promising performance in controlled drug release, supercapacitor electrodes, as well as in forensic investigations such as fingerprint identification or document forgery. This material was employed for the adsorption of the antibiotic amoxicillin, and it was observed the pharmaceutical molecule being mostly adsorbed on the external surface of the LDH-CQD hybrid nanostructure, without intercalation.