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Agência USP de Notícias

Novos materiais luminescentes serão testados em marcadores ópticos

Publicado em 29 outubro 2008

Pesquisadores do Instituto de Química (IQ) da USP utilizaram íons de terras raras na preparação de compostos altamente luminescentes que podem ser usados como marcadores ópticos 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.

“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 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).

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”.

Persistência

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.

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.

A pesquisa foi classificada como uma das semifinalistas do 4º Prêmio Santander de Empreendedorismo, na categoria Indústria. O estudo tem apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Rede de Nanotecnologia Molecular e de Interfaces (RENAMI), Instituto do Milênio para Materiais Complexos (IM2C) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).