O documento descreve a produção de nanofibras fluorescentes de PMMA/MEH-PPV usando a técnica de eletrofiação. A adição do surfactante CTAB permitiu obter nanofibras com diâmetro menor e morfologia mais homogênea, mantendo as propriedades fluorescentes. As nanofibras produzidas podem ter aplicação potencial em dispositivos ópticos e sensores químicos.

1. Propriedades morfológicas e ópticas de
nanofibras fluorescentes de PMMA/MEH-PPV
Luiza A. Mercante1, Aline P. Roque1, Vanessa P. Scagion1,2, Juliano E. Oliveira3, Luiz H. C.
Mattoso1, Leonardo De Boni4, Cleber R. Mendonça4, Daniel S. Correa1
1Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio, Embrapa Instrumentação, São Carlos, SP
2Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, SP
3Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG
4Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP
Novembro de 2014

2. 2
Introdução
Materiais
Nanoestruturados

3. 3
Introdução
Nanofibras poliméricas
Fio de cabelo x nanofibras
1,0 mm
Fonte: www.epa.gov
Fio de cabelo ~ 50 a 100 mm (50.000 a
100.000 nm)
Elevada área superficial
Propriedades difierentes de materiais
em escala micro e macro

4. 4
Introdução
Aplicações
Membranas para
filtração
Liberação
controlada
Dispositivos
ópticos/eletrônicos
Engenharia de
tecidos
Sensores e
biosensores

5. 5
Introdução
Laboratório de
Novos Materias e
Sensores

6. 5
Introdução
Laboratório de
Novos Materias e
Sensores
Modificação com filmes finos para
avaliação de qualidade de água

7. 5
Introdução
Laboratório de
Novos Materias e
Sensores
Modificação com filmes finos para
avaliação de qualidade de água
Funcionalização com
nanopartículas e nanotubos de
carbono para aplicação em
sensores eletroquímicos

8. 5
Introdução
Laboratório de
Novos Materias e
Sensores
Modificação com filmes finos para
avaliação de qualidade de água
Funcionalização com
nanopartículas e nanotubos de
carbono para aplicação em
sensores eletroquímicos
Dopagem com polímeros com
propriedades condutoras e
fluorescentes

9. 6
Experimental
Polimetacrilato de metila (PMMA)
poli[2-metoxi-5-(2-etil-hexiloxi)-p-fenilenovenileno]
(MEH-PPV)
Polímeros
5, 7 e 20 %
(m/v) PMMA
Nanofibras de PMMA
Nanofibras de PMMA/MEH-PPV
5 % (m/v) PMMA
+
0,1 % (m/m)
MEH-PPV
Eletrofiação
Clorofórmio e
1,2-dicloroetano
4h
Eletrofiação
Clorofórmio
4h

10. 7
Experimental
Parâmetros eletrofiação
• Vazão = 0,15 mL/h
• Tensão aplicada = 20 kV
• Distância agulha-coletor = 6 cm
• Diâmetro interno da agulha = 1.2 mm
Caracterização
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR)
Espectroscopia de fluorescência
Microscopia ótica de fluorescência
Esquema eletrofiação

11. 5% 7% 20%
5% 7% 20%
8
Resultados – MEV nanofibras PMMA
Clorofórmio
249 ± 85 nm
1,2-dicloroetano
110 ± 58 nm
590 ± 135 nm 2170 ± 490 nm
570 ± 216 nm
2250 ± 510 nm

12. 8
Resultados – MEV nanofibras PMMA
Clorofórmio
249 ± 85 nm
1,2-dicloroetano
110 ± 58 nm
Surfactante CTAB
10% (m/m)
Dimunui a tensão
superficial e a
viscosidade da solução
Nanofibras com diâmetros
menores e superfície mais
homogênea.
Presença de beads
5%
5%
brometo de
cetiltrimetilamônio

13. 8
Resultados – MEV nanofibras PMMA
Clorofórmio
249 ± 85 nm
1,2-dicloroetano
110 ± 58 nm
Surfactante CTAB
10% (m/m)
Dimunui a tensão
superficial e a
viscosidade da solução
Nanofibras com diâmetros
menores e superfície mais
homogênea.
Presença de beads
5%
5%
brometo de
cetiltrimetilamônio

14. 9
Resultados – MEV
Nanofibras PMMA – 10%
CTAB (m/m)
169 ± 74 nm

15. 9
Resultados – MEV
Nanofibras PMMA – 10%
CTAB (m/m)
Nanofibras PMMA/MEH-PPV – 10%
CTAB (m/m)
169 ± 74 nm
168 ± 32 nm

16. 10
Resultados – FTIR
1722 cm-1 – deformação
agular da ligação C=O
1448 cm-1 – deformação
angular do grupo CH2
1272 e 1244 cm-1 –
deformação angular da
ligação C-C-O
1194 e 1148 cm-1 –
deformação angular da
grupo metóxido C-O-C

17. 10
Resultados – FTIR
C=C
C-O
MEH-PPV

18. 11
Resultados – Propriedades Óticas
lmáx = 550 nm

19. 12
Resultados
Fluorescent PMMA/MEH-PPV Electrospun
Nanofibers: Investigation of Morphology,
Solvent, and Surfactant Effect
Journal of Polymer Science Part B: Polymer
Physics, 2014, 52, 1388-1394.

20. 13
Conclusões
Obtenção de nanofibras de PMMA com
diâmetro médio entre 110 nm e 2,25 mm Adição do surfactante CTAB –
Incorporação do polímero MEH-PPV sem
separação de fase e as propriedades
fluorescentes foram mantidas após o processo
de eletrofiação
obtenção de nanofibras com
controle de tamanho, morfologia
homogênea e menor diâmetro
Os resultados obtidos demonstram que
nanofibras fluorescentes com boa morfologia e
com controle de tamanho podem ser obtidas
pela técnica de eletrofiação
Potencial aplicação
em dispositivos
ópticos e sensores
químicos

21. 13
Conclusões
Obtenção de nanofibras de PMMA com
diâmetro médio entre 110 nm e 2,25 mm Adição do surfactante CTAB –
Incorporação do polímero MEH-PPV sem
separação de fase e as propriedades
fluorescentes foram mantidas após o processo
de eletrofiação
obtenção de nanofibras com
controle de tamanho, morfologia
homogênea e menor diâmetro
Os resultados obtidos demonstram que
nanofibras fluorescentes com boa morfologia e
com controle de tamanho podem ser obtidas
pela técnica de eletrofiação
Potencial aplicação
em dispositivos
ópticos e sensores
químicos
Etapas Futuras - Aplicação das nanofibras
como camada sensorial para análise de gases

22. 14
Agredecimentos
Obrigada pela atenção!