O fenômeno de conversão ascendente (upconversion) converte dois ou mais fótons de menor em energia em um fóton de maior energia. Esse fenômeno pode ser utilizado em diferentes aplicações como bioimagem, conversores solares etc. Uma de suas principais limitações é o baixo rendimento desse processo. Para contornar esse problema, essa dissertação estudou o efeito de nanopartículas metálica em compósitos transparentes poliméricos à base de celulose. Para isso nanopartículas de fluoreto de ítrio dopado com itérbio e érbio foram preparadas por um método solvotérmico e incorporadas em filmes de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) utilizando um processo de drop-casting. Juntamente com as partículas de fluoreto foram adicionadas diferentes nanopartículas metálicas de prata ou ouro. Os materiais foram caracterizados quanto à pureza de fase e sua morfologia. Estudos de nanomapeamento por fluorescência de raios X utilizando a linha Carnaúba do Síncrotron Sirius mostrou surpreendentemente que a interação das nanopartículas de ouro foi preferencial com as nanopartículas de fluoreto em detrimento às terminações carbonila do HPMC. Por fim o estudo de fotoluminescência mostrou uma intensificação do fenômeno de upconversion apenas na presença de nanopartículas de ouro, em especial para as transições do érbio de maior energia (verde, violeta e ultravioleta). Por outro lado, as nanopartículas de prata suprimiram o fenômeno para as principais transições do érbio. Esse trabalho abre novos caminhos para a utilização de compósitos transparentes com upconversion.

The upconversion phenomenon converts two or more lower-energy photons into one higher-energy photon. This phenomenon can be applied in different areas such as bioimaging, solar converters, etc. One of its main limitations is the low yield of this phenomenon. To overpass this problem, this dissertation studied the effect of metallic nanoparticles on cellulose-based polymeric transparent composites. For this purpose, yttrium fluoride nanoparticles doped with ytterbium and erbium were prepared by a solvothermal method and incorporated into hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) films using a drop-casting process. Besides, different metallic silver or gold nanoparticles were added to these composites. The materials had their phase purity and morphology characterized. X-ray fluorescence nanomapping using the Carnaúba beamline from Sirius Synchrotron facility, showed, serendipitously, that the gold nanoparticles interact preferentially with the fluoride nanoparticles over the carbonyl ends of the HPMC. Finally, the photoluminescence study showed an intensification of the upconversion phenomenon only in the presence of gold nanoparticles, especially for the higher energy erbium transitions (green, violet and ultraviolet). On the other hand, the silver nanoparticles suppressed the phenomenon for the main erbium transitions. This work opens new ways for the use of transparent composites with upconversion.