Repositório Institucional da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT): Sintonização de ressonâncias plasmônicas de nanoestruturas de prata para detecção espectroscópica de glifosato em água
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Título: Sintonização de ressonâncias plasmônicas de nanoestruturas de prata para detecção espectroscópica de glifosato em água
Título(s) alternativo(s): Tunning of plasmonic resonances of silver nanoestrutures ofr spectroscopic detecation of glyphosate in water
Autor(es): Costa, Lays de Carvalho Seixas
Palavras-chave: Herbicidas - Detecção
Pesticidas - Detecção
Água - Teor de pesticidas - Identificação
Herbicides - Detection
Pesticides - Detection
Water - Pesticide content - Identification
Citação: COSTA, Lays de Carvalho Seixas. Sintonização de ressonâncias plasmônicas de nanoestruturas de prata para detecção espectroscópica de glifosato em água. 2019. 134 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia capaz de detectar o herbicida glifosato em água utilizando técnicas de espectroscopia ótica ultravioletavisível e Raman. O corante rodamina foi utilizado como molécula de prova para testes preliminares, com o objetivo do desenvolvimento de uma metodologia de ablação a laser e de conversão de formato fotoinduzida, capaz de sintetizar nanopartículas com diferentes geometrias e dimensões. Tais nanopartículas apresentaram diferentes ressonâncias plasmônicas e, quando sintonizadas com o comprimento de onda para bombeamento do laser utilizado nas interrogações Raman, evidenciam uma otimização na intensificação do campo eletromagnético. Posteriormente o corante foi substituído pelo herbicida glifosato e os resultados mostram que com a utilização de nanoestruturas esféricas é possível identificar apenas uma banda na região de 1806 cm-1 do espectro Raman com intensificação de superfície, com uma relação sinal/ruído de 5,70 para a menor concentração utilizada nos testes de 0,11 mg/L de glifosato em solução. Para as nanoestruturas de prata triangulares e hexagonais, resultado do processo de fotoconversão, o espectro mostrou-se distinto, com três novas bandas em 725, 935 e 1375 cm-1, regiões de assinatura do herbicida, e uma maior relação sinal/ruído de 10,02 para a mesma concentração de glifosato. Tais resultados foram atribuídos à sintonização das ressonâncias plasmônicas e à concentração dos campos eletromagnéticos nas bordas afiadas de tais estruturas.
Abstract: This work presents the development of a methodology able to detect the herbicide glyphosate in water using UV-Vis and Raman optical spectroscopy techniques.Rhodamine dye was used as probe molecule for preliminary testes, with the objective of developing a laser ablation and photo-induced shape conversion methodology capable of synthesizing nanoparticles with different geometries and dimensions. These nanoparticles presented different plasmon resonances and, when tuned to the laser pumping wavelength used in the Raman interrogations, show an optimization in the intensification of the electromagnetic field. Subsequently the dye was replaced by the herbicide glyphosate and the results show that with the use of spherical nanostructures it is possible to identify only one band in the 1806 cm-1 region of the surface enhanced Raman spectrum, with a signal-to-noise ratio of 5.70 for the lowest concentration used in the tests of 0.11 mg / L of glyphosate in solution. For the triangular and hexagonal silver nanostructures resulting from the photoconversion process, the spectrum was distinct with three new bands at 725, 935 and 1375 cm -1, herbicide's figerprint regions, and a higher signal-to-noise ratio of 10.02 for the same glyphosate concentration. Such results were attributed to the tuning of the plasmon resonances and to the concentration of electromagnetic fields at the sharp edges of such structures.