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Título: Sensor colorimétrico, impresso e indicativo de altas intensidades de radiação solar à base de polímeros luminescentes.
Autor(es): Corrêa, Kennedy Carlos Silva
Orientador(es): Bianchi, Rodrigo Fernando
Palavras-chave: Polímeros
Radiação - dosimetria
Luminescência
Data do documento: 2016
Membros da banca: Bianchi, Rodrigo Fernando
Savedra, Ranylson Marcello Leal
Gurgel, Leandro Vinícius Alves
Reis, Agnaldo José da Rocha
Referência: CORRÊA, Kennedy Carlos Silva. Sensor colorimétrico, impresso e indicativo de altas intensidades de radiação solar à base de polímeros luminescentes. 2016. 75 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016.
Resumo: O monitoramento de radiação solar é de interesse público devido, principalmente, aos seus efeitos nocivos para a saúde humana. O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de sensores interativos para informar seus usuários sobre a necessidade de reaplicação de filtro solar ou de sair do sol. Esses sensores são do tipo filmes adesivos e informativos, e são fabricados a partir de uma fina camada de sistema polimérico sensível a radiação solar, à base de: poli[-5-metoxi-2(2-etiloxi)-p-fenileno-vinileno] - MEH-PPV, poli(butileno adipado-co-tereftalato) - PBAT (Ecoflex®) e ftalato de dioctila (DOP) em substrato de papel. Estudos foram realizados para adequar e compatibilizar figuras impressas no substrato de papel para viabilizar a fabricação de um dispositivo que indica ao usuário o momento de reaplicar o filtro solar ou de sair do sol. O MEH-PPV foi escolhido por apresentar mudança de cor do vermelho-laranja (emissão máxima em 555 nm) ao incolor quando exposto a radiação solar, enquanto o Ecoflex e o DOP por, respectivamente, serem de material biodegradável e plastificante. Os sensores, uma vez preparados, foram expostos ao índice de medida de radiação ultravioleta (IUV) igual a 7. Como resultado, obteve-se que o sensor forneceu a imagem (figura) impressa no papel após 2 horas de exposição à radiação, de acordo com as especificações recomendadas para reaplicação de filtro solar. Para acompanhar as características dos sensores, medidas de Espectrofotometria de Absorção no UV/Vis (ABS), Fotoluminescência (PL), Diagrama de Cromaticidade, Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e finalmente as propriedades mecânicas (tensão vs deformação) do sistema, por meio de Ensaios Mecânicos. Os resultados mostram que o material muda a sua cor do vermelho-laranja para o incolor, que, por sua vez, está relacionado a oxidação da cadeia polimérica principal, alterando ligações vinílicas por ligações carbonílicas. Dentre os fatores que fazem com que este sistema possa ser utilizado como um sensor para monitoramento da exposição solar, destacam-se: a aceitabilidade por ser atrativo e pela fácil leitura, a eficácia pelo monitoramento em tempo real, a eficiência no custo/benefício (<R$ 1,00), a estabilidade quando armazenado na ausência de luz.
Resumo em outra língua: Monitoring of solar radiation is in the public interest mainly due to its harmful effects on human health. The main objective of this work is the development of interactive sensors to inform its users about the need to reapply sunscreen or to get out of the sun. These sensors are adhesive-type and informative films and are manufactured from a thin layer of the solar radiation-sensitive polymer system based on poly [5-methoxy-2-(2-ethyloxy)-p-phenylene-vinylene] - MEH-PPV, poly (butylene adipate-co-terephthalate) - PBAT (Ecoflex®) and dioctyl phthalate (DOP) on paper substrate. Studies have been carried out to adapt and match printed figures on the paper substrate to enable the fabrication of a device that indicates to the user the moment to reapply the sunscreen or to leave the sun. MEH-PPV was chosen because it exhibited color change from red-orange (maximum emission at 555 nm) to colorless when exposed to solar radiation, while Ecoflex and DOP were respectively biodegradable and plasticizing. The sensors, once prepared, were exposed to the measurement of ultraviolet radiation (UVI) of 7. As a result, it was obtained that the sensor provided the image (figure) printed on the paper after 2 hours of radiation exposure, in accordance with the recommended specifications for reapplying sunscreen. To follow the characteristics of the sensors, measurements of UV/Vis Absorption Spectrophotometry, Photoluminescence (PL), Chromaticity Diagram, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and finally the mechanical properties (strain vs deformation) of By means of mechanical tests. The results show that the material changes its color from red-orange to colorless, which, in turn, is related to oxidation of the main polymer chain, altering vinyl bonds by carbonyl bonds. Among the factors that make this system to be used as a sensor for monitoring solar exposure, the following stand out: acceptability for being attractive and easy to read, effectiveness for real-time monitoring, cost-effective efficiency (<R$ 1.00), stability when stored in the absence of light.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/9472
Licença: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor, 04/01/2017, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.
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