Eletrônica

Brasil desenvolve tecnologia de materiais luminescentes usando terras raras

Brasil desenvolve tecnologia de materiais luminescentes usando terras raras
Amostras dos materiais luminescentes, desenvolvidos na USP com a utilização de íons de terras raras.[Imagem: USP]

Pesquisadores do Instituto de Química (IQ) da USP estão utilizando íons de terras raras para sintetizar compostos altamente luminescentes que podem ser usados como marcadores ópticos em exames médicos e para a confecção de dispositivos moleculares emissores de luz.

Os materiais desenvolvidos contribuirão para a inovação tecnológica de novos marcadores, fornecendo indicações que auxiliem na conservação de alimentos congelados, vacinas e medicamentos.

Terras raras

"Embora se utilize o termo terras raras, na verdade ele diz respeito a elementos que exigiam processos complexos para serem isolados", aponta o professor Hermi Felinto de Brito, do IQ, que coordena a pesquisa. "O elemento menos abundante dessa categoria, o Túlio, é mais comum na natureza do que o ouro, a prata e a platina".

Submetidas a radiação ultravioleta os íons terras raras emitem luzes de colorações variadas, como vermelho (európio trivalente), azul (túlio trivalente) e verde (térbio trivalente).

Alta intensidade luminescente

O estudo testou a utilização do európio bivalente combinado com silicatos e aluminatos para a produção de fósforos (compostos que emitem luz) que apresentem persistência luminosa. "A adição de pequenas concentrações de terras raras (dopagem) em matriz inorgânica, como sílica e alumina, permite que o sistema apresente alta intensidade luminescente quando irradiado", conta Tiago Becerra Paolini, aluno de mestrado do IQ.

O marcador óptico em estudo armazena energia quando irradiado a baixa temperatura e a sua emissão só acontece quando há aumento de temperatura. "Em embalagens de alimentos congelados, por exemplo, o marcador seria colocado em uma etiqueta lacrada", explica Roberval Stefani, pós-doutorando do IQ e participante do projeto. "Se o produto for descongelado no armazenamento, a energia irá se dissipar e a etiqueta com o marcador perderá a luminescência, o que poderá ser visualizado pelo consumidor ao abrir o lacre".

LEDs, monitores e lâmpadas

Atualmente, compostos de terras raras vêm sendo empregados em dispositivos luminosos, como lâmpadas fluorescentes, dispositivos orgânicos emissores de luz (OLED) e monitores de computador.

"Um fenômeno interessante exibido por alguns compostos de terras raras é a persistência luminosa, que é uma emissão luminosa que persiste por um longo período de tempo (aproximadamente 10 horas) depois de cessada a excitação (UV, luz do dia etc.)", aponta Brito. Esse tipo de material luminescente pode ser utilizado, dentre outros, em sinalização de emergência (hospitais, laboratórios, edifícios etc.), sinalização de trânsito e tintas fosforescentes.

Usos dos marcadores ópticos

Além da indústria alimentícia, o marcador óptico pode ser adotado em medicamentos e vacinas que necessitem de refrigeração. "A conservação desses produtos exige cuidados especiais, pois pequenas variações de temperatura podem comprometer todo o material", destaca Stefani. "A utilização dos marcadores pode ajudar a tornar mais adequadas as condições de conservação e armazenamento".

De acordo com Paolini, o marcador será aperfeiçoado com o aumento do tempo de persistência luminosa bem como de sua intensidade de emissão. "A idéia é que ele possa ser incluído na composição de alguma das tintas utilizadas para imprimir etiquetas", planeja. "Uma empresa do setor de impressão já manifestou interesse em receber a tecnologia em seus processos produtivos".

Outra aplicação prevista é a utilização de compostos luminescentes em sistemas de rastreabilidade. "Devido à grande ocorrência de roubos de cargas, os marcadores poderiam ajudar na localização de produtos farmacêuticos, entre outros", acrescenta o pós-doutorando. O professor Brito lembra que o Brasil é o sétimo produtor mundial de terras raras, que são abundantes nas areias monazíticas do litoral do Sudeste e do Nordeste e na região do Planalto Central, em Goiás.





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