Lista dos Mini-Projetos de LE II disponíveis para 2017-2018

9 fevereiro 2018, 19:16 • António Luís Vieira de Andrade Maçanita

Laboratórios de Especialização II

2º Semestre de 2017-2018

Plano de Trabalho 1

Orientador: Prof. Luís Santos

Rare-earth doped thin films prepared by sol-gel for energy applications

This work aims to develop phosphor layers by sol-gel processing for conversion of near infrared (NIR) into visible light and visible light into NIR light, using photonic crystals to improve their efficiency.

Plano de Trabalho 2

Supervisores: Dra. Ana Ferraria e Prof.ª Ana Rego (CQFM-IST)

Caracterização de superfícies por espectroscopia de fotoelectrão de raios-X (XPS).

 

Plano de Trabalho 3

Supervisor: Prof. João Salvador

Estudos de espectroscopia de impedância electroquímica em diferentes electrólitos

                                                                                                                                                       

Plano de Trabalho 4

Orientadores: Prof. António Maçanita

Caracterização fotofísica de oligotiofenos e politiofenos para conversão fotovoltaica

Os politiofenos, em especial o poli(3-hexiltiofeno) (P3HT) [1], são dos mais eficientes polímeros conjugados em dispositivos orgânicos para conversão fotovoltaica (OPVDs), devido à elevada mobilidade das respetivas lacunas electrónicas (portadores p). Esta característica parece ser fortemente condicionada pela cadeia lateral do monómero (hexilo).

Neste trabalho, serão utilizadas técnicas de fluorescência resolvida no tempo (picosegundos e femtosegundos) para caracterização dos processos de relaxação conformacional, dissociação de excitão e recombinação eletrão-lacuna decorrentes da fotoexcitação com radiação UV-Vis, em polialquiltiofenos (P3AT) com diferentes cadeias laterais [2].

 

[1] Ferreira, B.; Ferreira da Silva P.; Seixas de Melo, J. S.; Pina, J.; Maçanita, A. L. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 2347.

[2] Becker, R.S.;  Seixas de Melo, J. S.; Maçanita, A.L.;  Elisei, F.;  J. Phys. Chem. 1996, 100, 18683.

 

Plano de Trabalho 5

Orientador: Prof. Jorge Morgado - Laboratório do OEG-IT (Pavilhão de Química)

Caracterização e fabrico de díodos emissores de luz (LEDs) branca baseados em polímeros conjugados

A moderna  tecnologia dos LEDs permite emissão de luz com elevada intensidade e eficiência energética. Apesar de tradicionalmente serem baseados em materiais semicondutores inorgânicos (como GaAs), surgiram, no final do século XX, LEDs orgânicos que se baseiam em polímeros conjugados ou em moléculas pequenas. Uma das aplicações mais importantes é para iluminação. Os LEDs com emissão branca são por isso tecnologicamente muito importantes. Acresce que os LEDs orgâncios podem ser estruturas flexíveis o que permite alargar o campo de aplicações. Para maximizar a eficiência de emissão, usam-se materiais fosforescentes, como sais de irídio. A optimização destes dispositivos, OLEDs, requer não só a combinação de materiais adequados que emitam cor branca mas também a sua integração em estruturas que permitam uma eficiência energética elevada.

O plano de trabalhos proposto, envolve duas etapas:

1) Estudo de misturas de polímeros conjugados com fluorescência branca e de misturas de polímeros conjugados com sais fosforescentes com emissão branca. Estudo do efeito de aditivos  que, influenciando a separação de fases dos componentes, possam optimizar a qualidade da cor.

2) Fabrico e caracterização de OLEDs. Usam-se técnicas de deposição de filmes finos dos materiais orgânicos a partir de soluções (spin coating) e técnicas de evaporação para formar os eléctrodos. Estudar-se-á o efeito de camadas adicionais que permitam maximizar a eficiência de emissão dos OLEDs e que possam optimizar a qualidade da cor branca emitida.

 

Plano de Trabalho 6

Orientadores: Dra. Laura Pereira Waerenborgh e Dra. Dulce Belo – C²TN, Campus Tecnológico e Nuclear.

Caracterização Magnética de Materiais Moleculares

A área do magnetismo molecular tem evoluído significativamente, com cada vez mais materiais moleculares de base orgânica capazes, não só de reproduzir os diferentes tipos de comportamentos magnéticos vulgarmente encontrados nos materiais inorgânicos, mas também de manifestarem novos comportamentos magnéticos. Todos esses avanços dependem de um conhecimento profundo da correlação entre a estrutura molecular e cristalina e as propriedades físicas encontradas, de forma a controlar, através das ferramentas e dos recursos oferecidos pela síntese química, o design da estrutura molecular e o arranjo supramolecular ideal para esses novos materiais.

Entre as unidades estruturais usadas com sucesso na preparação de materiais moleculares com propriedades magnéticas interessantes, destacam-se os complexos de ditiolatos de metais de transição, que são os análogos inorgânicos dos doadores electrónicos de tipo tetratiofulvaleno (TTF), devido à fácil modulação do momento magnético destas espécies pela simples alteração do metal de transição central e/ou do seu estado de oxidação.

O plano de trabalhos aqui proposto será desenvolvido em duas fases:

1)      Síntese de unidades estruturais, nomedamente de complexos do tipo C⁺[M(dcdmp)₂]^-, em que C⁺ é a designação genérica para catião, M se refere a metais de transição, como Cobre, Ouro e Niquel e dcdmp é a sigla do ligando ditiolato, Bis-5,6-diciano-2,3-ditiopirazina.

2)      Estudo do comportamento magnético em amostras policristalinas dos compostos anteriormente sintetizados. Este estudo será discutido e correlacionado com os resultados provenientes dos estudos efectuados paralelamente, das características estruturais dos compostos. Este estudo envolve ainda o treino em aspectos técnicos das medidas das propriedades magnéticas (magnetização DC e susceptibilidade AC), nomeadamente na manipulação e manutenção de equipamentos de caracterização magnética, SQUID S700X (Cryogenic Ltd.) e Maglab 2000 (Oxford Inst.). O facto de estes sistemas funcionarem com líquidos criogénicos (azoto e hélio líquidos) e com a aplicação de campos magnéticos (até um máximo de 12 Tesla) implicará igualmente uma aprendizagem nas técnicas criogénicas de suporte à realização das medidas, em função da temperatura e do campo magnético aplicado.

 

Plano de Trabalho 7

Orientadores: Dra. Sandra Rabaça/Dra. Isabel Cordeiro dos Santos

Síntese e Caracterização por difração de raios-X de sais de transferência de carga com a composição (CNB-EDT-TTF)₄X

Síntese e caracterização em cristal único por difração de raios-X de sais de transferência de carga de um novo doador orgânico derivado do tetratiofulvaleno, o CNB-EDT-TTF [1], (CNB-Doador)AX com diferentes aniões X (Cl-, Br-, AsF6-, BF4-, NO3-, FeCl4-, FeBr4-, GaCl4-, NiCl4-, CuCl4-, etc…) de diversos tamanhos, forma (linear, tetraédrico, octaédrico, polimérico, etc), dia ou paramagnéticos (S=0, ½, …). Este doador- revelou, ser capaz de interacções diméricas que favorecem a cristalização dos seus sais de transferência de carga com diversos pequenos aniões num novo tipo de estrutura em bicamada com a composição (CNB-EDT-TTF)4X, X= I3-, PF6-, ClO4- e propriedades metálicas.[2]

Pretende-se explorar em que condições este tipo de estrutura em bicamada pode ser mantido, esclarecer possível existência de polimorfismo associado a diferente modos de empacotamento dos doadores em cada camada e melhor estudar as propriedades físicas (eléctricas e magnéticas) resultantes das bicamadas, nomeadamente os fenómenos resultantes da interferência entre movimentos dos electrões em cada uma das sub-camadas e sua possível coerência.

O objectivo deste plano de trabalhos é a colaboração na síntese e na caracterização estrutural dos compostos. Do ponto de vista estrutural existem ainda grandes interrogações quanto ao modo como os aniões se podem ordenar entre cada bicamada, e é de prever diferentes superestruturas. A caracterização estrutural será feita recorrendo a técnicas de difração de raios-X em cristal único, decorrerá no Centro de Química Estrutural, Instituto Superior Técnico, Laboratório de Difração de Raios X, campus da Alameda. A síntese dos compostos será feita no Centro Tecnológico e Nuclear, Instituto Superior Técnico, Laboratório de síntese do Grupo do Estado Sólido, campus de Sacavém. Na síntese dos compostos serão utilizadas técnicas de electrocristalização.

 [1] S. Oliveira, D. Belo, I.C. Santos, S. Rabaça, M. Almeida, Beilstein Journal of Organic Chemistry, 2015, 11, 951–956.

[2] S. Oliveira, J. Ministro, I.C. Santos, E. B. Lopes, D. Belo, S. Rabaça, E. Canadell, M. Almeida, Inorganic Chemistry 2105, 54, 14, 6677-6679.

 

Plano de Trabalho 8

pH-Responsive Mesoporous Nanoparticles for Controlled Release

Supervisor: José Paulo Farinha (Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa)

Objectives: The goal of this work is to develop hybrid mesoporous silica nanoparticles (MSNs) with a silica nanostructured core and a shell of pH-responsive polymer obtained by RAFT.

Description: MSNs with ca. 100 nm or lower diameters and pores of 2-3nm width will be prepared and coated with a stimuli-responsive polymer prepared by RAFT controlled polymerization. The polymers are pH responsive, providing switchable collapsed/expanded conformation control that act as open/close gates in MSN pores, and can be used for controlled release. The hybrid MSNs will be loaded with a fluorescent cargo model in order to study the controlled release using fluorescence techniques.

Location: CQFM, Instituto Superior Técnico, Complexo Interdisciplinar, Campus Alameda

 

Plano Trabalho 9

Caracterização Estrutural de Complexos de Flavonóides com Metais de Transição por Técnicas de Espectrometria de Massa.

Orientador: Maria da Conceição Monteiro André de Oliveira, Investigador Auxiliar IST/UL, responsável do NÓ-IST, Campus Alameda.

Os flavonóides são polifenóis de baixo peso molecular, do grupo de metabolitos secundários largamente abundantes nas plantas, com origem na biossíntese a partir da via chiquimato e da via acetato. São compostos que atuam como antioxidantes naturais no organismo humano através de diferentes mecanismos, como por exemplo na supressão da formação de espécies reativas de oxigénio, por inibição de enzimas ou quelação de traços de elementos envolvidos na produção de radicais livres. Estudos recentes demonstram que os flavonóides podem coordenar-se a metais de transição para catalisar o transporte de eletrões e facilitar a captura de radicais

O trabalho a desenvolver envolverá o estudo de complexos de flavonóis com metais de transição por técnicas de espectrometria de massa com ionização por electrospray. Inicialmente proceder-se-á à identificação dos complexos por ensaios de varrimento no modo full scan. Na caracterização estrutural dos complexos identificados recorrer-se-á a técnicas de espectrometria de massa sequencial utilizando um analisador de massa do tipo trapa de iões quadrupolar.

Local de Trabalho: Laboratório de Espectrometria de Massa, NÓ – IST, Campus da Alameda