Síntese eletroquímica de quantum dots de CuInS2 estabilizados por Glutationa

Abstract

Visando a produção de QDs livres de cádmio e de baixa toxicidade, neste trabalho foi realizada a eletrossíntese do QD ternário CuInS₂-GSH em meio aquoso. A avaliação das propriedades ópticas foi realizada através da variação da proporção Cu⁺/In³⁺ e a preparação dos sistemas core-shell CuInS₂/ZnS e CuInS₂/ZnSe. O método eletroquímico de síntese foi baseado na redução de enxofre elementar numa célula de cavidade. Aplicando-se a corrente constante de 30 mA, foi possível a produção controlada de S²⁻ dentro da cavidade catódica, seguida da sua injeção na solução dos precursores metálicos (CuSO₄ e In(NO₃)₃) por repulsão eletrostática. Foram testadas diferentes proporções Cu⁺/In³⁺ = 1:2, 1:4, 1:8, 1:16 e 1:32 para a produção do CuInS₂ estabilizado pela GSH. Os sistemas core-shell foram preparados a partir da mistura de soluções estoque de quantum dots de CuInS₂ e ZnS; CuInS₂ e ZnSe, em diferentes proporções do core/shell (0,25, 0,5, 1,0 e 1,5) Os QDs de ZnS e ZnSe foram preparados utilizando a mesma metodologia eletroquímica em célula de cavidade. A partir das caracterizações ópticas realizadas foi possível elucidar o mecanismo de obtenção do CuInS₂-GSH que alcançou um rendimento quântico máximo de 3,08%. Através da adição do shell de ZnS e da variação composicional do material, foi possível realizar a modulação das propriedades ópticas, alcançando um rendimento quântico de 9,65%. As caracterizações estruturais por DRX e MET mostraram que as nanopartículas cristalizaram na forma calcopirita e que possuem diâmetros entre 3,5 nm (CuInS₂) e 6,0 nm (CuInS₂/ZnSe). A aplicação biológica para marcação de células cancerígenas HeLa mostraram viabilidade celular superior a 80% para todos os QDs sintetizados.