62ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 4. Física da Matéria Condensada

CRESCIMENTO E CARACTERIZAÇÃO POR RESSONÂNCIA PARAMAGNÉTICA ELETRÔNICA (RPE) DE CRISTAIS DE L-PROLINA COMPLEXADOS COM ZINCO E DOPADOS COM ÍONS COBRE

Carolina Guimarães de Souza 1 Jesiel Freitas Carvalho 1 Ricardo Costa de Santana 1

1. Universidade Federal de Goiás

INTRODUÇÃO:

Além de sua importância biológica, alguns aminoácidos apresentam propriedades ópticas não lineares, fazendo destes candidatos potenciais para substituir o KDP em lasers de alta potência, sendo que a eficiência de suas propriedades ópticas não lineares aumenta quando seus cristais são dopados com íons metálicos. Além disso, o estudo de metais de transição em monocristais de aminoácidos auxilia no entendimento de suas propriedades, facilitando uma compreensão mais detalhada das proteínas e suas funções biológicas. O metal de transição mais estudado neste tipo de sistema é o cobre (Cu2+), devido seu spin efetivo ser 1/2, o que facilita a descrição de suas propriedades eletrônicas; além disso, as transições eletrônicas do Cu2+ podem ser observadas à temperatura ambiente, devido a seu longo tempo de relaxação spin-rede. Neste trabalho realizamos o crescimento, o estudo da morfologia dos cristais e o espectro de RPE do Cu2+ introduzido como um íon dopante nos cristais de Zn(L-pro)2Cl2 e comparamos os resultados obtidos com outros estudos anteriormente. Os tensores g e A dos íons cobre nos cristais dopados com cobre foram determinados a partir do espectro de RPE da amostra policristalina e comparados com os obtidos para outros complexos de zinco.

METODOLOGIA:

Os cristais de L-prolina complexados com zinco e dopados com íons cobre foram preparados pelo método do crescimento em solução aquosa. Assim que o aminoácido foi completamente dissolvido em água destilada a frio, adicionou-se o sal de zinco. Houve então a formação de um sólido branco, que acreditava-se tratar-se do complexo L-prolina-Zinco. Após a solubilização completa do sólido formado, o sal de cobre foi adicionado como dopante na proporção de 0,5% em massa. Adicionou-se acetona ao sistema até que a proporção água/acetona fosse de 1/1,5. O sistema foi deixado em repouso até o aparecimento dos cristais, uma semana depois. Os cristais foram retirados da solução através de filtração à vácuo e lavados com pequena quantidade de acetona. Estes cristais foram estudados inicialmente por difração de raios-x do pó, para a confirmação de que os cristais puros e dopados eram isoestruturais e posteriormente por Ressonância Paramagnética Eletrônica.

RESULTADOS:

Sendo nítidas as diferenças surgidas entre os hábitos cristalinos dos cristais dopados comparados aos puros, propomos que, de fato, a presença do cobre teve influência na cinética de crescimento das faces naturais dos cristais de Zn(L-pro)2Cl2. Sabe-se que as faces com menor taxa normal de crescimento são as faces que determinam a morfologia do cristal; sendo assim, os resultados deste trabalho indicam que o cobre como impureza inibe a taxa de crescimento normal das faces {110}, fazendo com que elas sejam mais proeminentes nos cristais dopados. O íon Cu2+ (3d9, 2D) pode ser tratado como um buraco de configuração 3d1 com spin eletrônico S = 3/2, e spin nuclear ICu = 3/2, para ambos os isótopos naturais de cobre. Os principais valores dos tensores g e A indicam que o orbital de mais baixa energia para o elétron desemparelhado é um d(x2-y2), este orbital é associado ao íon Cu(II) em uma configuração octaédrica alongada dos ligantes negativamente carregados e é compatível com sistemas similares (Tabela 1). Resultados similares foram encontrados para os sistemas de complexos Zn(L-leucina)2 e Zn(L-alanina)2 dopados com cobre.

CONCLUSÃO:

A presença de dopantes em cristais de aminoácidos de fato influencia a cinética de crescimento das faces naturais dos cristais, o que provoca uma leve mudança no hábito cristalino. A técnica de RPE possibilitou a compreensão da estrutura do complexo formado como sendo o Cu(II) em uma configuração octaédrica alongada dos ligantes negativamente carregados, sendo compatível com resultados obtidos anteriormente para sistemas similares.

Instituição de Fomento: CNPq

Palavras-chave: RPE, complexos de aminoácidos com metais de transição, propriedades ópticas não-lineares.