Automontagem de Metal-Organic Frameworks (MOFs) em escala nanométrica - Rossi, Isabela Fernanda (2022)
As Redes Metalorgânicas (em inglês, Metal-Organic Frameworks ou MOFs) são uma subclasse dos Polímeros de Coordenação. Características como alta cristalinidade, alta área específica, porosidade permanente, baixa densidade e altas estabilidades térmica e química, além da possibilidade de funcionalização, fazem das MOFs um alvo de grande interesse para aplicações em áreas como armazenamento e separação de gases, catálise, fotônica e drug delivery. Em algumas delas é necessário que as MOFs estejam em escala nanométrica e dentro desse contexto, a preparação de nanopartículas uniformes desse tipo de material poroso ainda é um grande desafio. Estratégias como o uso de moduladores de coordenação e/ou a utilização da rota sintética assistida por micro-ondas podem facilitar a formação desses materiais em nanoescala. Assim, esse trabalho propõe investigar o papel de alguns parâmetros de síntese na preparação de nanopartículas do material Eu-MOF, uma MOF luminescente baseada no íon Eu3+ e nos ligantes orgânicos ácido 2-aminotereftálico e 1,10-fenantrolina. Visando, então, um maior controle sobre o tamanho e a morfologia das partículas, os moduladores de coordenação piridina, ácido acético e ácido fórmico, em duas razões modulador/ligante distintas (fator r = 20 e 60), além de duas rotas sintéticas distintas, hidrotérmica convencional e hidrotérmica assistida por micro-ondas, foram utilizados. As partículas relacionadas aos compostos formados utilizando a piridina como modulador apresentaram-se na forma de bastões e em escala nanométrica (entre 64,0 – 400 nm), tanto na síntese pelo aquecimento convencional, quanto na assistida por micro-ondas. Entretanto, o padrão de raios X destes materiais diferem do padrão da MOF sem modulador, indicando a provável formação de uma segunda fase, ainda desconhecida. Já os compostos formados com a utilização dos moduladores ácidos, observou-se através dos espectros FTIR, difratogramas e imagens MEV que, em ambas as rotas sintéticas, há indícios de uma provável mistura entre a fase original do material e uma segunda fase, também desconhecida. Os compostos sintetizados com piridina foram utilizados para a obtenção de filmes que possuem como substrato o PMMA, um polímero inerte. Através de uma análise comparativa entre os espectros de luminescência das amostras na forma de pó e de filmes, o PMMA mostrou-se uma matriz adequada para o suporte das partículas em aplicações onde a utilização da MOF na forma de pó é inviável.