Espectroscopia e microscopia vibracional de filmes de Langmuir através de geração de soma de frequência (SFG)

Abstract

Do ponto de vista científico e tecnológico, é de grande interesse obter imagens de uma interface e poder discriminar regiões quimicamente distintas. Dentre as diversas técnicas disponíveis para microscopia de superfícies, todas apresentam aplicabilidade limitada ou não conseguem discriminar contribuições da interface daquela proveniente do volume do material. Esse projeto visa aplicar a espectroscopia vibracional de interfaces por geração de soma de freqüências (“sum-frequency generation” – SFG) ao estudo da estrutura e interação entre lipídios e outras moléculas orgânicas em filmes de Langmuir. Como exemplo, serão estudados filmes de Langmuir de aminas anfifílicas, com os objetivos de determinar o grau de ionização das aminas em função do pH e força iônica da subfase, e de entender como a água interage com a monocamada com diferentes graus de ionização. Pretende-se também montar um aparato para realizar microscopia SFG em interfaces. Essa técnica é uma extensão da espectroscopia SFG e permite obter imagens com sensibilidade intrínseca a interfaces, tem resolução espacial menor que 1 microm, é capaz de detectar submonocamadas orgânicas e de discriminar regiões quimicamente distintas através do seu espectro vibracional. É, portanto, uma técnica muito poderosa e de grande aplicabilidade. Planeja-se então aplicá-la a sistemas onde a utilização de outras microscopias seja impossível, como, por exemplo, na superfície de soluções de pequenas moléculas orgânicas e em filmes de Langmuir contendo misturas de dois componentes muito semelhantes, como ácidos graxos e álcoois de cadeia longa. Esses estudos são essenciais para se obter informações a nível molecular sobre filmes de Langmuir e como eles interagem com a subfase.