Carbon-dots from babassu coconut (Orbignya speciosa) biomass: Synthesis, characterization, and toxicity to Daphnia magna
Rubens S. Costa,
Manuela O. de Castro,
Gabriela H. da Silva,
Fabricio de S. Delite,
Mathias Strauss,
Odair P. Ferreira,
Diego S.T. Martinez,
Bartolomeu C. Viana
Affiliations
Rubens S. Costa
Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Piauí (IFPI), Zip Code 64500-000, Oeiras-PI, Brazil; Laboratório Interdisciplinar de Materiais Avançados (LIMaV), Pós-Graduação em Ciência dos Materiais, Universidade Federal do Piauí (UFPI), Zip Code 64049-550, Teresina-PI, Brazil; Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano), Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), Campinas, SP, Zip Code 13083-970, Brazil
Manuela O. de Castro
Laboratório de Materiais Funcionais Avançados (LaMFA), Departamento de Física, Universidade Federal do Ceará (UFC), Fortaleza, CE, Zip Code 60455-900, Brazil
Gabriela H. da Silva
Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano), Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), Campinas, SP, Zip Code 13083-970, Brazil
Fabricio de S. Delite
Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano), Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), Campinas, SP, Zip Code 13083-970, Brazil
Mathias Strauss
Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano), Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), Campinas, SP, Zip Code 13083-970, Brazil
Odair P. Ferreira
Laboratório de Materiais Funcionais Avançados (LaMFA), Departamento de Física, Universidade Federal do Ceará (UFC), Fortaleza, CE, Zip Code 60455-900, Brazil
Diego S.T. Martinez
Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano), Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), Campinas, SP, Zip Code 13083-970, Brazil; Corresponding authors.
Bartolomeu C. Viana
Laboratório Interdisciplinar de Materiais Avançados (LIMaV), Pós-Graduação em Ciência dos Materiais, Universidade Federal do Piauí (UFPI), Zip Code 64049-550, Teresina-PI, Brazil; Laboratório de Física dos Materiais (FisMat), Departamento de Física, Universidade Federal do Piauí (UFPI), Zip Code 64049-550, Teresina, PI, Brazil; Corresponding authors.
The present study provides amethodology for the synthesis of carbon dots through hydrothermal carbonization of the babassu coconut (Orbignya speciosa) mesocarp as a precursor matrix. The synthesis parameters (temperature, residence time and% m/v) were studied through a factorial design with the fluorescence intensity as determining factor in choosing the best sample. Particles with diameters in the range of 2.4 - 47.7 nm were obtained, which presented two emission regions, one at approximately 467 nm (λEX = 370 nm) and the other at approximately 550 nm (λEX = 470 nm). These carbon dots showed the phenomenon of suppression of fluorescence when in the presence of Fe3+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Cu2+ and Cd2+ ions, exhibiting good linearity in the fluorescence decay according to the concentration of ions in the medium, indicating potential application as a sensor for these ionic species. Acute toxicity testing with Daphnia magna model demonstrated absence of toxic effect (immobility) of the carbon dots to this aquatic organism bioindicator after 48 h of exposure, even at high concentrations (up to 1000 mg.L−1).
