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CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Os polímeros a base de resina epóxi são amplamente utilizados em setores industriais como de óleo e gás, automotivo e aeroespacial, sendo o estudo de nanocompósitos de matriz epóxi uma estratégia promissora para o aprimoramento de suas propriedades. A metodologia de preparo dos nanocompósitos é crucial para superar os desafios de dispersão e formação de fortes interações entre a fase dispersa e matriz, necessárias para alcançar os resultados previstos. Ainda, para a aplicação da nanotecnologia a nível industrial é importante que os processos sejam compatíveis com a escala aumentada, em termos tecnológicos e econômicos. Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de óxido de grafeno (GO) em resina epóxi com fortes interações de interface, que promoveram a reticulação parcial da resina ao longo do envelhecimento. O GO foi esfoliado em etanol, e a suspensão foi incorporada à resina epóxi para produção de um concentrado epóxi/GO via transferência espontânea de fase. Os nanocompósitos com concentrações de 0,25%, 0,50% e 0,75% m/m foram preparados por diluição do concentrado. As amostras foram envelhecidas à temperatura ambiente em ausência de luz e sem adição de agente de cura. Caracterizações reológicas foram realizadas ao longo dos primeiros 90 dias e mostraram viscosificação significativa dos nanocompósitos, enquanto a resina pura manteve-se estável. Após 190 dias foi determinado o grau de reticulação parcial dos nanocompósitos, que chegou a 15% em massa. Os efeitos da reticulação parcial e das interações estabelecidas com a estrutura supramolecular da segunda camada de resina epóxi nos nanocompósitos foram estudados por medidas reológicas e por termogravimetria. A reologia em fluxo oscilatório mostrou uma evolução para comportamento tipo sólido do nanocompósito com 0,50% m/m de GO ao longo do envelhecimento. O mecanismo de decomposição termo-oxidativa da resina epóxi foi significativamente alterado pela incorporação do GO. A correlação entre os resultados sustenta a hipótese de formação de uma primeira camada GO-epóxi covalentemente reticulada, e uma segunda camada de epóxi que interage quimicamente com a primeira, e estas correspondem a ~10% e ~40% em massa do nanocompósito com 0,50% m/m de GO envelhecido por 190 dias, respectivamente. Epoxy-based polymers have a wide range of applications in industrial sectors such as oil and gas, automotive and aerospace, and the study of epoxy-based nanocomposites is a strategy to improve their properties. The processing methodology of nanocomposites is crucial to achieve both desirable good dispersion and strong interactions between the dispersed phase and the matrix, resulting in the expected enhancements in these properties. It is important that the production process of nanomaterials and nanocomposites are technologically and economically compatible with the industrial application of nanotechnology on a large scale. In this work, nanocomposites of graphene oxide (GO) and epoxy resin with strong interactions in the interphase and crosslinking occurring under aging were prepared. The GO was directly exfoliated in ethanol, and the spontaneous phase transfer of the suspension to epoxy resin was made to produce an epoxy/GO masterbach. The nanocomposites with 0.25, 0.50 and 0.75 wt.% GO were obtained by masterbach dilution. The samples were aged at ambient temperature and protected from light without the addition of a curing agent. Rheological characterization was performed over the first 90 days and showed significant increases in nanocomposites viscosity, while the neat resin was stable. After 190 days, the degree of crosslinking of the nanocomposites was measured, extending to 15 wt.%. The effects of partial crosslinking and interactions with the supramolecular epoxy chains on the nanocomposites were studied by rheological measurements and thermogravimetric analysis. The oscillatory shear rheology indicated an evolution to a solid-like behavior of the nanocomposite with 0.50 wt.% GO after 190 days of aging. The mechanism of oxidative decomposition of neat epoxy resin was significantly modified by GO addition. All results support the hypothesis that nanocomposites were structured in a first layer of GO-epoxy covalently bonded and a second layer of epoxy resin chemically interacting with the first layer, corresponding to ~10 wt.% and 40 wt.%, respectively, to the 0.50 wt.% nanocomposite after 190 days.

RESUMO Os nanomateriais (nanosílica, nanotubos de carbono e derivados do grafeno) vêm sendo investigados como potenciais adições capazes de reforçar a matriz cimentícia, principalmente em relação à resistência à tração, por meio dos mecanismos de restrição à iniciação e à propagação das fissuras na escala nanométrica. Como uma nova classe de nanomaterial em escala bidimensional, o óxido de grafeno (OG) tem recebido grande atenção no meio científico devido à sua elevada superfície específica, boa dispersão em água, condutibilidade térmica e elétrica, elevado módulo de elasticidade, além de elevada resistência à tração. Contudo, tem-se conhecimento de que a adição de nanomateriais em matrizes cimentícias pode provocar alterações na cinética da reação de hidratação do cimento. Isso ocorre devido à elevada superfície específica dos nanomateriais, que requer uma grande quantidade de água no preparo das pastas, influenciando diretamente na velocidade da reação de hidratação e no calor total acumulado. Com base nisto, buscou-se, neste trabalho, investigar os efeitos da adição do óxido de grafeno sobre o perfil térmico e calor de hidratação de pastas de cimento Portland. Foram realizados ensaios com adição de óxido de grafeno produzido e patenteado no CTNano/UFMG1 em pastas de cimento de classe CP-III-RS-40, nos teores de 0,03%OG e 0,05%OG. No ensaio de calorimetria, foram observados aumentos no pico de temperatura para as pastas de cimento com adição de OG, bem como redução do tempo de pico, o que indica que este nanomaterial de fato altera a cinética da reação de hidratação do cimento, tanto pelo efeito acelerador de pega decorrente do pH ácido da solução de OG, como pelo efeito de adsorção de moléculas de água e componentes do cimento pelos grupos funcionais de oxigênio, o que aumenta a taxa de reação. ABSTRACT Nanomaterials (nanosilica, carbon nanotubes and graphene derivatives) have been investigated as potential additions capable of reinforcing the cement matrix, mainly in relation to tensile strength, through the mechanism of restriction to the inicitation and propagation of cracks at the nanometer scale. As a new class of nano-material on a two-dimensional scale, graphene oxide (GO) has received great attention in the scientific field due to its high specific surface, good dispersion in water, thermal and electrical conductivity, high modulus of elasticity, in addition to high tensile strength. However, it is known that the addition of nanomaterials in cementitious matrices can cause changes in the kinetics of the cement hydration reaction. This is due to the high specific surface of nanomaterials, which requires a large amount of water in the preparation of the pastes, influencing the hydration reaction rate and the total accumulated heat. Based on this, the aim of this work was to investigate the effects of the addition of graphene oxide on the thermal profile and hydration heat of Portland cement pastes. Tests were carried out with the addition of graphene oxide produced and patented at CTNano/UFMG in cement pastes class CP-III-RS-40, at levels of 0.03%GO and 0.05%GO. In the calorimetry test, increases in the peak temperature were observed for the cement pastes with the addition of GO, as well as a reduction in peak time, which indicates that this nanomaterial actually changes the kinetics of the cement hydration reaction, both by the accelerating effect of setting due to the acidic pH of the GO solution, and by the adsorption effect of water molecules and cement components by the oxygen functional groups, which increases the reaction rate.

As fibras ópticas, em seu âmbito geral, vêm ganhando cada vez mais visibilidade. Isso acontece porque através do material que são constituídas, SiO2, ´e possível transmitir informações utilizando os raios de luz, sem qualquer interferência eletromagnética. Hoje, sabemos que inúmeras aplicações nos ramos da medicina, prestação de serviços de internet, TV e telefonia (sistemas de telecomunicações), sistemas automobilísticos, cabos submarinos, dentre outros, utilizam as fibras ópticas. No entanto, nos ´últimos anos o interesse científico em melhorar seu desempenho vem aumentando, sendo o estudo do revestimento desse material uma opção para atingir esse objetivo. Neste trabalho será abordado o revestimento da fibra com o óxido de grafeno para construção de sensores. O grafeno é um material formado por uma única camada de carbono dispostas em uma rede hexagonal que pode ser obtido do grafite. Esse material é estável `a temperatura ambiente, leve, fino, rígido, impermeável e sua condutividade pode ser controlada dinamicamente alterando a tensão de polarização aplicada. Quando combinado com grupos funcionais de oxigênio, forma-se o ´oxido de grafeno. No ˆâmbito desse trabalho, foi criado um sistema de sensoriamento de medição de dióxido de carbono, baseado em (OLIVEIRA, 2019), utilizando uma LPG (Rede de Período Longo) com aplicação de tapering (afunilamento da fibra) e coating de ´oxido de grafeno para melhoria da sensibilidade do sensor a variações externas. O objetivo final ´e analisar as melhorias proporcionadas pelo ´oxido de grafeno no desempenho dos sensores a fibra. Os softwares utilizados para as simulações e análises serão descritos e detalhados ao longo do trabalho. The optical fibers in general are gaining more visibility and that happens because through the material they are made of, SiO2, is possible to transmit information using the light, without the electromagnetic interference. Nowadays, several applications in the medicine area, internet services, TV and telephony (telecommunications systems), automotive systems, submarines cables use fiber optics. Because of that, in the last years the scientific interesting in improve their performance are increasing, with the study of the fiber’s coating a option to achieve this goal. In this paper will be discussed the fiber coating with the graphene oxide to develop sensors. The graphene is a material composed by one single carbon layer arranged in hexagonal grid that can be obtained by graphite. This material is stable to environment temperature, light, thin, rigid, waterproof and its conductivity can be control dynamic changing the polarization tension applied. When combined with oxygen groups, we have the graphene oxide. In this research was developed a sensing system of graphene oxide measurement, based in (OLIVEIRA, 2019), using a LPG (Long Period Gratting) with tapering aplication and graphene oxide coating to improve the sensor sensibility to external variations. The main goal is analyse the improvements provided by graphene oxide in the fiber optical sensors. The software used for the simulations and analysis will be described throughout this paper

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O pentóxido de nióbio (Nb2O5) é um dos semicondutores mais promissores a ser utilizado em fotocatálise devido a sua estabilidade química e física, versatilidade, baixo potencial de toxicidade e atividade fotocatalítica. Um dos principais fatores limitantes nos processos de fotocatálise heterogênea na forma livre reside na dificuldade de recuperação do catalisador. A utilização de membranas com catalisadores imobilizados em sua estrutura vem se mostrando como uma alternativa para superar as limitações da recuperação do material. Membranas com geometria do tipo fibra oca apresentam maior área por volume de membrana, o que garante uma maior eficiência quando comparadas às membranas planas. Neste trabalho o Nb2O5 foi proposto como catalisador em processos de fotodegradação do corante azul de metileno utilizando luz ultravioleta C (UVC) como fonte de incidência luminosa. Os ensaios fotocatalíticos foram investigados utilizando o Nb2O5 nas fases amorfa e monoclínica, tanto na forma livre em solução quanto imobilizado em membranas com morfologia do tipo fibra oca. Um processo de moagem por via úmida foi realizado de forma a reduzir o diâmetro médio de partícula dos pós para que membranas com geometria do tipo fibra oca pudessem ser formadas. As membranas foram produzidas pelo processo de extrusão utilizando vazões de 10 e 15 mL min-1 para a suspensão cerâmica e o líquido coagulante interno, respectivamente. O uso de solvente como coagulante interno produziu membranas porosas com vastas regiões de microcanais. Para os testes fotocatalíticos dos pós em fase livre o azul de metileno foi degradado totalmente após 120 min a partir de 1 g de Nb2O5 amorfo a uma concentração inicial de 10 mg L-1 de corante em pH 5. A maior porcentagem de degradação para o pó na fase monoclínica (60,1%) foi obtida para 1 g de catalisador em 10 mg L-1 de corante após 240 min. Os resultados evidenciaram a influência da estrutura cristalina do material na taxa de degradação do azul de metileno. Nos ensaios utilizando as membranas produzidas com Nb2O5 monoclínico houve 100% de degradação do corante após 210 min de experimento para uma concentração de azul de metileno de 10 mg L-1 em pH 11 quando 7 membranas recobertas com óxido de grafeno foram utilizadas. As membranas produzidas com o pó Nb2O5 amorfo apresentaram maior degradação do azul de metileno (92% após 240 min) quando 15 membranas cobertas com óxido de grafeno foram utilizadas para uma concentração de 10 mg L-1 de corante em pH 11. O modelo de pseudo-primeira ordem foi proposto para descrever os mecanismos de degradação analisados, apresentando valores para o coeficiente de determinação próximos da unidade. As membranas foram submetidas a ensaios de reuso por 4 ciclos sob as mesmas condições experimentais e sem nenhum tratamento entre um ciclo e outro. Os valores obtidos mostraram que houve uma redução na porcentagem de degradação do corante de cerca de 10% para ambas as membranas comparando-se os resultados obtidos ao fim do primeiro e do quarto reuso. Os resultados observados evidenciam a potencial aplicação das membranas produzidas em sistemas que demandam várias etapas de fotodegradação. Niobium pentoxide (Nb2O5) is one of the most promising semiconductors to be used in photocatalysis due to its chemical and physical stability, versatility, non-toxicity and photocatalytic activity. One of the main limiting factors in heterogeneous photocatalysis processes in suspension lies on the difficulty of recovering the catalyst. The use of membranes with catalysts immobilized in their structure has been shown to be an alternative to overcome the limitations of material recovery. Membranes with hollow fiber geometry have a larger area per membrane volume, which guarantees greater efficiency when compared to flat membranes. In this study, Nb2O5 was proposed as a catalyst in photodegradation processes of methylene blue dye using UVC light as a light source. The photocatalytic assays were investigated using Nb2O5 in the amorphous and monoclinic phases, in suspension solution and immobilized in membranes with hollow fiber morphology. A wet ball milling process was carried out in order to reduce the average particle diameter of the powders so membranes with hollow fiber geometry could be formed. The membranes were produced by the extrusion process using flow rates of 10 and 15 mL min-1 for the ceramic suspension and the internal coagulant liquid, respectively. The use of solvent as an internal coagulant produced porous membranes with regions of microchannels. For the photocatalytic tests using the powders in suspension, methylene blue was completely degraded after 120 min using 1 g of amorphous Nb2O5 at an initial concentration of 10 mg L-1 of dye at pH 5. The highest percentage of degradation for the powder in the monoclinic phase (60.1%) was acquired using 1 g of catalyst in 10 mg L-1 of dye after 240 min. The results showed the influence of the material's crystalline structure on the methylene blue degradation rate. In analyses using membranes produced by monoclinic Nb2O5 there was 100% dye degradation after 210 min of experiment for methylene blue concentration of 10 mg L-1 at pH 11 when 7 membranes coated with graphene oxide were used. The membranes produced with the amorphous Nb2O5 powder showed greater degradation of methylene blue (92% after 240 min) when 15 membranes coated with graphene oxide were used for a concentration of 10 mg L-1 of dye at pH 11. The pseudo-first order model was proposed to describe the degradation processes, showing values for the coefficient of determination close to unity. The membranes were submitted to reuse tests for 4 cycles using the same experimental conditions and without any treatment between each cycle. The values obtained showed that there was a reduction in the percentage of dye degradation of about 10% for both membranes, comparing the results obtained at the end of the first and fourth reuse. The observed results evidence the potential application of the produced membranes in systems that need several steps of photodegradation. Tese (Doutorado)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Eletrodos baseados em polímeros condutores como a Polianilina (PAni) e grafeno têm sido cada vez mais usados em aplicações como sensores e dispositivos de armazenamento de carga. Na fabricação de eletrodos visando a aplicação em sensores esses materiais compósitos apresentam efeito sinérgico com a redução da resistência elétrica, promovendo aumento da sensibilidade, além de ocasionar o deslocamento de potenciais, proporcionando melhor seletividade quando aplicados como materiais de sensores. Neste trabalho, compósitos de PAni com diferentes formas de grafeno foram preparados visando a modificação de eletrodos por diferentes métodos como camada a camada, eletropolimerização e serigrafia. O óxido de grafeno (GO) foi produzido pelo método Hummers modificado e, em seguida, reduzido com o agente redutor ácido ascórbico e sulfato de hidrazina. Os compósitos foram produzidos por polimerização química in situ variando as relações de massa de 1,0%, 2,5% e 5,0% de óxido de grafeno reduzido (rGO) em relação ao monômero de anilina. Os materiais derivados do grafite bem como os materiais compósitos foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho com transformada de fourier e espectroscopia Raman. Os resultados evidenciaram a formação dos materiais derivados do grafite bem como a dos compósitos a partir das bandas e picos característicos. Posteriormente, PAni e seus compósitos (PAni-X%rGO) foram utilizados para a modificação de substratos de vidro revestidos com óxido de estanho dopado com índio (ITO) por meio da técnica de camada a camada. Os substratos modificados foram caracterizados pelas técnicas de voltametria cíclica (CV), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), espectroscopia no ultravioleta-visível e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram o crescimento de filmes sobre o substrato revestidos com ITO, além de mostrar por análise eletroquímica que a concentração mais adequada é 1,0% de rGO na matriz polimérica, não alterando as propriedades redox da PAni. Eletrodos serigrafados flexíveis (SPE) também foram fabricados com tintas condutoras baseadas em misturas de resina alquídica (50%), grafite (45%) e PAni ou seus PAni-X%rGO (5,0%). No segundo método de modificação, o filme de PAni foi eletropolimerizado no SPE preparado usando uma tinta de grafite condutora (50%) dispersa em resina alquídica (50%) usando CV. Os filmes de PAni-GO foram preparados pela pré-dispersão do GO na solução de monômero, utilizando 2,5% e 5,0% em relação à anilina. Após a fabricação, os SPE modificados foram caracterizados por CV e EIS. Os resultados de CV para ambos os métodos de modificação dos SPE apresentaram picos característicos do comportamento redox da PAni, além dos resultados de EIS mostrarem uma diminuição significativa na resistência de polarização com o aumento da razão de massa GO ou rGO. Os resultados mostraram que o grafeno na matriz da PAni melhora o processo de transferência de carga. Assim, esses métodos desenvolvidos para produzir eletrodos baseados em compósitos de PAni e grafeno, com propriedades sinérgicas, é uma alternativa para aplicações como sensores na detecção do hormônio Progesterona e do pesticida Clorotalonil. Electrodes based on conductive polymers such as Polyaniline (PAni) and graphene have been widely used in applications such as sensors and charge storage devices. In the manufacture of electrodes for application in sensors, these composite materials have a synergistic effect with the reduction of electrical resistance, promoting an increase in sensitivity, in addition to causing the displacement of potentials, providing better selectivity when applied as sensor materials. In this work, PAni composites with different forms of graphene were prepared aiming at electrode modification by different methods such as layer by layer, electropolymerization and screen printing. Graphene oxide (GO) was produced by the modified Hummers method and then reduced with the reducing agent ascorbic acid and hydrazine sulfate. The composites were produced by in situ chemical polymerization varying the mass ratios of 1.0%, 2.5% and 5.0% of reduced graphene oxide (rGO) in relation to the aniline monomer. Graphitederived materials as well as composite materials were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy and Raman spectroscopy. The results showed the formation of graphitederived materials as well as the composites from the characteristic bands and peaks. Subsequently, PAni and its composites (PAniX%rGO) were used for the modification of tindoped indium oxide (ITO) coated glass substrates through the layerbylayer technique. The modified substrates were characterized by cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), ultravioletvisible spectroscopy and scanning electron microscopy. The results indicated the growth of films on the substrate coated with ITO, in addition to showing by electrochemical analysis that the most suitable concentration is 1.0% of rGO in the polymer matrix, not altering the redox properties of PAni. Flexible screen printed electrodes (SPE) were also manufactured with conductive inks based on mixtures of alkyd resin (50%), graphite (45%) and PAni or its PAniX%rGO (5.0%). In the second modification method, the PAni film was electropolymerized on the SPE prepared using a conductive graphite ink (50%) dispersed in alkyd resin (50%) using CV. The PAniGO films were prepared by predispersing GO in the monomer solution, using 2.5% and 5.0% in relation to aniline. After fabrication, the modified SPEs were characterized by CV and EIS. The CV results for both SPE modification methods showed peaks characteristic of the redox behavior of PAni, in addition to the EIS results showing a significant decrease in polarization resistance with increasing GO or rGO mass ratio. The results showed that graphene in the PAni matrix improves the charge transfer process. Thus, these methods developed to produce electrodes based on composites of PAni and graphene, with synergistic properties, are an alternative for applications such as sensors in the detection of the hormone Progesterone and the pesticide Chlorothalonil. FAPESP: 2017/24742-7 FAPESP: 2010/16031-4 FAPESP: 2014/23858-3

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Uma das preocupações globais mais prementes é a disponibilidade de água potável. As atividades humanas, industriais e agrícolas em grande escala, bem como desastres como a ruptura das barragens em Brumadinho e Mariana têm contaminado a água com metais. Uma das alternativas para o processo de adsorção de metais são os nanomateriais carbonosos. Neste trabalho, foi proposto o uso de nanotubos de carbono e óxido de grafeno para remover os metais da fonte hídrica e dar uma proposta alternativa ao estudo de uma solução para população focando nos íons metálicos Pb2+, Fe3+, Al3+ e Mn2+. A prospecção tecnológica permitiu identificar o impacto e a relevância científica e tecnológica do uso e desenvolvimento de nanomateriais carbonáceos na área de remediação ambiental, além de identificar o nível de maturidade TRL 3 de acordo com a escala proposta pela Technische Universitat Berlin para a indústria química. No presente estudo foram utilizados 6 nanomateriais de carbono, destacando-se os nanotubos de carbono e o óxido de grafeno com alto grau de funcionalização. Os materiais foram caracterizados físico-químicamente por medições de tamanho da partícula e potencial Zeta, área superficial, termogravimetria, espectroscopia de absorção no infravermelho – FTIR, espectroscopia Raman, microscopias de transmissão e varredura TEM e MEV e fluorescência de raios X por reflexão total – TXRF. Análises preliminares de adsorção de metais em batch permitiram selecionar os nanotubos de carbono de camada múltipla com tratamento de oxidação durante 50 minutos (MWCNT-O50), devido a ter apresentado o melhor desempenho entre todos os nanomateriais carbonosos estudados, sendo do 56% de adsorção de Fe3+ e o 65% de adsorção de Pb2+ conforme as leituras feitas por absorção atômica. A prova de conceito dos MWCNT-O50 foi realizada usando a água do rio Doce enriquecida com os metais de interesse e encontrou-se uma adsorção de 89% de íons Pb2+, 66% de íons Fe3+, 36% de íons Mn2+ da matriz aquosa. A análise dos íons metálicos misturados na matriz proposta mostrou diminuição na adsorção dos metais sendo 72% no caso do íon Pb2+, 53% do íon Fe3+ e 12% do íon Mn2+. Os resultados anteriores indicam o potencial uso de MWCNT-O50 para a remoção de íons Pb2+ e íons Fe3+ das matrizes, se apresentando como alternativas de materiais versáteis e com futuro promissor na área do tratamento de água. One of the most pressing global concerns is the availability of clean water. Large-scale human, industrial and agricultural activities, as well as disasters such as the rupture of dams in Brumadinho and Mariana, have contaminated water with metals. One of the alternatives for the process of adsorption of metals is the use of carbonaceous nanomaterials. In this work, it was proposed the use of carbon nanotubes and graphene oxide to remove metals from the water source and give an alternative proposal to the study of a population solution focusing on the metallic ions Pb2+, Fe3+, Al3+ and Mn2+. Technological prospecting made it possible to identify the impact and scientific and technological relevance of the use and development of carbonaceous nanomaterials in the area of environmental remediation, in addition to identifying the TRL 3 maturity level according to the scale proposed by the Technische Universitat Berlin for the chemical industry. In the present study, 6 carbon nanomaterials were used, highlighting carbon nanotubes and graphene oxide with a high degree of functionalization. The materials were physicochemically characterized by measurements of particle size and Zeta potential, surface area, thermogravimetry, infrared absorption spectroscopy - FTIR, Raman spectroscopy, transmission and scanning microscopy TEM and SEM and X-ray fluorescence by total reflection - TXRF. Preliminary analysis of adsorption of metals in batch allowed the selection of multi-layer carbon nanotubes with oxidation treatment for 50 minutes (MWCNT-O50), due to having presented the best performance among all carbon nanomaterials studied, with 56% of adsorption of Fe3+ and the 65% of adsorption of Pb2+ according to the readings made by atomic absorption. During the proof of concept of MWCNT-O50 was performed using Rio Doce water enriched with the metals of interest and found adsorption of 89% of Pb2+ ions, 66% of Fe3+ ions, 36% of Mn2+ ions from the aqueous matrix The analysis of the metallic ions mixed in the proposed matrix showed a decrease in the adsorption of metals, being 72% in the case of the Pb2+ ion, 53% of the Fe3+ ion and 12% of the Mn2+ ion. The previous results indicate the potential use of MWCNT-O50 for the removal of Pb2+ ions and Fe3+ ions from the matrices, presenting themselves as versatile materials alternatives with a promising future in the area of water treatment.

The preparation of nanocomposites is fundamental for the development of new materials with multifunctionality and high performance. This work aimed to prepare (nano)composites of blends (High Density Polyethylene (HDPE)/Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMMPE) with graphene oxide (OG) and commercial graphene (XP), using the mixer Haake liner with subsequent compression molding. Initially, to obtain the graphene oxide, a chemical and physical treatment was carried out on the natural graphite flake, and then the polymeric blends were produced. Graphene XP was used as received in the preparation of the nanocomposites. The blends (HDPE/ UHMMPE) were prepared from the fusion of the mixture of 0, 10, 20 and 30% (p/p) of UHMMPE in HDPE, being chosen the blend with the best results of mechanical and thermal properties for the preparation of nanocomposites. The nanocomposites were produced from the blend with 10% (w/w) of UHMMPE in HDPE, with 1, 2 and 3 % (w/w) of OG, and with 1, 2 and 3 % (w/w) of XP, using the same methodology to obtain the polymeric blends. The OG and XP samples were both characterized by X-ray Diffractometry (XRD), Raman Spectroscopy and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Only the OG sample was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM). The polymeric blends and nanocomposites had the thermal properties investigated by Differential Exploratory Calorimetry (DSC) and Thermogravimetry (TG) and the mechanical properties by tensile testing. Through the study of the thermal properties of the polymeric blends, it was verified that in the blend with 10% (w/w) of UHMMPE there was a co-crystallization while the other blends crystallized individually and successively in mixtures. The melting temperatures did not undergo significant changes, while the crystallization temperatures had a small increase as a function of the UHMMPE content. Regarding the mechanical properties of the blends, they obtained an increase in tensile strength when compared to pure HDPE. In the thermal properties, a gain in the thermal stability of the nanocomposites was observed with most amounts of added filler, OG and XP. Regarding the mechanical properties of the nanocomposites, it was found that there was a decrease in their mechanical strength when compared to the blend of 10% (w/w) of UHMMPE in HDPE, due to lack of homogeneity of fillers in the polymer matrix. Nenhuma A preparação de nanocompósitos é fundamental para o desenvolvimento de novos materiais com multifuncionalidades e alto desempenho. Este trabalho teve como objetivo a preparação de (nano)compósitos de blendas (Polietielno de alta densidade (PEAD)/Polietileno de ultra alta massa molecular (PEUAMM)) com óxido de grafeno (OG) e grafeno comercial (XP), usando o misturador interno Haake com posterior moldagem por compressão. Inicialmente para se obter o óxido de grafeno foi realizado um tratamento químico e físico no floco de grafite natural, e em seguida foram produzidas as blendas poliméricas. O grafeno XP foi usado como recebido na preparação dos nanocompósitos. As blendas (PEAD/PEUAMM) foram preparadas a partir da fusão da mistura de 0, 10, 20 e 30% (p/p) de PEUAMM em PEAD, sendo escolhida a blenda com os melhores resultados de propriedades mecânicas e térmicas para a preparação dos nanocompósitos. Os nanocompósitos foram produzidos a partir da blenda com 10% (p/p) de PEUAMM em PEAD, com 1, 2 e 3 % (p/p) de OG, e com 1, 2 e3 % (p/p) de XP, utilizando a mesma metodologia de obtenção das blendas poliméricas. As amostras OG e XP foram ambas caracterizadas por Difratometria de raios-X (DRX), Espectroscopia Raman e Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Apenas a amostra OG foi caracterizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). As blendas poliméricas e os nanocompósitos tiveram as propriedades térmicas investigadas por Calorimetria Explorátoria Diferencial (DSC) e Termogravimetria (TG) e as propriedades mecânicas por ensaio de tração. Através do estudo das propriedades térmicas das blendas poliméricas foi verificado que na blenda com 10 % (p/p) de PEUAMM ocorreu uma cocristalização enquanto que as outras blendas se cristalizaram individualmente e sucessivamente nas misturas. As temperaturas de fusão não sofreram modificações significativas, enquanto as temperaturas de cristalização tiveram um pequeno aumento em função do teor de PEUAMM. Em relação às propriedades mecânicas das blendas, estas obtiveram um aumento na resistência à tração quando comparadas ao PEAD puro. Nas propriedades térmicas observou-se um ganho na estabilidade térmica dos nanocompósitos com a maioria das quantidades de carga adicionadas, OG e XP. Em relação às propriedades mecânicas dos nanocompósitos, verificou-se que ocorreu um decréscimo na resistência mecânica destes quando comparados com a blenda de 10% (p/p) de PEAUMM em PEAD, devido a falta de homogeneidade das cargas na matriz poliméricas.

Orientador: Prof. Dr. Alexandre José de Castro Lanfredi Coorientador: Prof. Dr. Everaldo Carlos Venancio Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Santo André, 2022. As membranas são barreiras que permitem a separação de materiais dependendo de suas propriedades físicas e químicas, apresentando um desempenho superior aos filtros convencionais devido ao elevado tamanho de sua área superficial e menor tamanho dos poros. Estudos têm sido realizados visando à modificação de membranas para alterar características como a hidrofilicidade e a porosidade ou conferir condutividade. Neste trabalho é apresentada a síntese e caracterização de filmes compósitos de polianilina e óxido de grafeno (GO), visando melhorar as propriedades elétricas e entender suas implicações para a modificação e obtenção de uma membrana condutora, respectivamente. Para a obtenção dos filmes, foi utilizada a técnica de casting, a partir de uma solução de polianilina em N-metil-2-pirrolidona (NMP), 3-5% (m/v). Os filmes obtidos foram então dopados por imersão com a utilização de dois ácidos: o ácido clorídrico (HCl) e o ácido canforsulfônico (HCSA), por diferentes intervalos de tempo. Foram testadas duas proporções diferentes para a fase dispersa de GO, 0,5 e 0,74% em relação a PANI. Os materiais sintetizados foram caracterizados por espectroscopia UV-Vis e Raman, morfologicamente por microscopia eletrônica de varredura e eletricamente através da técnica de resistividade 4 pontas. Como resultado, um maior rendimento na síntese da PANI foi observado com o aumento da quantidade de persulfato de amônio (APS), chegando a 68% para a proporção [1:1] de monômero e oxidante. Com relação à dopagem, fatores como maior tempo de imersão no ácido, utilização do ácido clorídrico e menor espessura inicial do filme conferem uma dopagem imediata mais efetiva. Porém, para estudos a longo prazo, filmes mais espessos e dopados com ácido canforsulfônico apresentaram maior estabilidade, mantendo as propriedades de dopagem e condução por mais tempo. A presença e maior quantidade de GO como fase dispersa conferiu uma melhora na condutividade elétrica para o compósito, sendo os valores de condutividade para o filme puro de PANI de 8,13 (S.cm-1), do filme de PANI-GO 0,5% em torno de 9,12 a 14,4 (S.cm-1) e para o Filme de PANI-GO 0,74% entre 20,14 a 85,97 (S.cm-1), todos dopados com HCl,sendo o material interessante para a modificação de membranas como dopante condutor. Membranes are barriers that allow the separation of materials depending on their physical and chemical properties. They present a higher performance when compared to conventional filters due to the large size of their surface area and smaller pores. Studies have been carried out to modify membranes to change characteristics such as hydrophilicity and porosity or to confer conductivity. In this work was investigated the synthesis and characterization of polyaniline and graphene oxide (GO) composite films, aiming to improve the electrical properties and understand their implications for the modification and obtaining of a conductive membrane, respectively. The films were obtained using the casting technique, from a solution of polyaniline in N-methyl-2pyrrolidone (NMP), 3-5 wt%. Then, the obtained films were doped by immersion using two types of acids: the hydrochloric acid (HCl) and camphor sulfonic acid (HCSA), for different time intervals. Two different proportions for the dispersed phase of GO were tested, 0.5 and 0.74%, in relation to PANI. The synthesized materials were characterized by UV-Vis and Raman spectroscopy, morphologically by scanning electron microscopy and electrically using the four-point probe technique. As a result, a higher yield in the synthesis of PANI was observed with the increase in the amount of ammonium persulfate (APS), reaching 68% for the proportion [1:1] of monomer and oxidant. Regarding doping, factors such as longer immersion time in acid, use of hydrochloric acid and lower initial film thickness provide a more effective immediate doping. However, for long-term studies, thicker films and doping with camphorsulfonic acid showed greater stability, maintaining the doping and conduction properties for a longer time. The presence and greater amount of GO as dispersed phase conferred an improvement in the electrical conductivity for the composite, being the conductivity values for the pure PANI film of 8.13 (S.cm-1), for the PANI-GO Film 0.5% around 9.12 to 14.4 (S.cm-1) and for PANI-GO Film 0.74% between 20.14 to 85.97 (S.cm-1), all doped with hydrochloric acid, being an interesting material for the modification of membranes as a conductive dopant.

RESUMO Os materiais compósitos de base cimentícia, incluindo pasta de cimento, argamassa e concreto, são os materiais mais comumente utilizados na construção civil. No entanto, a sua natureza frágil, elevada dureza, baixa resistência à tração e propensão às fissuras são fatores-chave que comprometem a durabilidade e resultam em altos custos de manutenção das estruturas. Materiais de reforço como barras de aço, fibras de aço, fibras de carbono, fibras de vidro e polímeros foram extensivamente aplicados em concretos nos últimos anos. Embora estes materiais possam melhorar bastante a tenacidade do concreto, solucionando bem os defeitos que ocorrem na micro escala inerentes aos materiais cimentícios, as fraturas nestes materiais persistem. Os nanomateriais (como nanosílica, nanotubos de carbono e derivados do grafeno) podem atuar complementarmente às fibras tradicionais, reforçando ainda mais os materiais cimentícios fibrosos, por meio dos mecanismos de restrição à iniciação e à propagação das fissuras na escala nanométrica, bem como disponibilização de uma área de superfície específica extremamente elevada para interação com os produtos de hidratação do cimento. Dentre os nanomateriais, o óxido de grafeno (OG) apresenta um enorme potencial para aplicação nos compósitos cimentícios. Neste trabalho foram realizados ensaios com adição de OG produzido e patenteado no CTNano/UFMG em pastas de cimento classe CP-III-RS-40. Objetivou-se avaliar as propriedades mecânicas de pastas de cimento com adição de OG, nos teores de 0,03% e 0,05%. Dentre os teores de adição analisados, o teor de 0,05%OG permitiu a obtenção dos melhores resultados aos 28 dias de cura. Foram obtidos aumentos de 19,40%, 16,86%, 27,37% e 21,55% no módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão, tenacidade à fratura e energia de fratura, respectivamente. Diante destes resultados, pode-se inferir que o OG tem potencial para ser aplicado na construção civil, visando a melhoria das propriedades mecânicas e parâmetros de fratura de pastas de cimento. ABSTRACT Cement-based composite materials, including cement paste, mortar and concrete, are the most commonly used materials in civil construction. However, its brittle nature, high hardness, low tensile strength and propensity to cracking are key factors that compromise durability and result in high maintenance costs for structures. Reinforcement materials such as steel bars, steel fibers, carbon fibers, glass fibers and polymers have been extensively applied to concrete in recent years. Although these materials can greatly improve the toughness of concrete, solving well the defects that occur in the micro scale inherent to cementitious materials, the fractures in these materials persist. Nanomaterials (such as nanosilica, carbon nanotubes and graphene derivatives) can act as a complement to traditional fibers, further reinforcing fibrous cementitious materials, through mechanisms that restrict the initiation and propagation of cracks at the nanometer scale, as well as providing an extremely high specific surface area for interaction with cement hydration products. Among the nanomaterials, graphene oxide (GO) has an enormous potential for application in cementitious composites. In this work, tests were carried out with the addition of GO produced and patented at CTNano/UFMG in cement pastes class CP-III-RS-40. The objective was to evaluate the mechanical properties of cement pastes with the addition of GO, at the levels of 0.03% and 0.05%. Among the addition levels analyzed, the content of 0.05%GO allowed to obtain the best results at 28 days of curing. Increases of 19.40%, 16.86%, 27.37% and 21.55% were obtained in the modulus of elasticity, flexural tensile strength, fracture toughness and fracture energy, respectively. In view of these results, it can be inferred that GO has the potential to be applied in civil construction, aiming the improvement of the mechanical properties and fracture parameters of cement pastes.

RESUMO O óxido de grafeno (GO) é um nanomaterial de carbono que apresenta propriedades únicas e dentre elas, a excelente condutividade térmica que pode ser explorada em nanocompósitos, como também em nanofluidos. O etilenoglicol (ETG) é um fluido de troca térmica que pode ter suas propriedades térmicas potencializadas pela adição de GO. Porém, tanto o nível de dispersão de GO quanto a reologia da suspensão, podem influenciar as características dos nanofluidos, como o fluxo, a estabilidade e a transferência térmica. Assim, o estudo reológico de nanofluidos ETG/GO é importante para o entendimento da estabilidade coloidal dessas suspensões e do potencial de aplicação como fluido de transferência térmica. Neste trabalho, GO sintetizado pelo método de Hummers modificado foi utilizado para preparar nanofluidos ETG/GO para estudos reológicos. Técnicas instrumentais como microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e termogravimetria (TGA), confirmaram a obtenção de GO com cerca de 4 folhas de grafeno e funcionalização de 38% com grupos oxigenados. A superfície hidrofílica do GO permitiu que as nanofolhas tivessem boa compatibilidade com o ETG. Foram investigados os perfis de curvas de fluxo das suspensões de nanofluidos ETG/GO, e estes foram classificados como: não Newtonianos e pseudoplásticos pelo modelo de Ostwald-de Waele. A inserção de GO ao ETG, aumentou a viscosidade e o módulo de armazenamento (G’) em 21% e 8%, respectivamente. As propriedades aprimoradas evidenciam o potencial de uso de nanofluidos de GO para aplicações em sistemas térmicos. ABSTRACT Graphene oxide (GO) is a carbon nanomaterial that has unique properties, including excellent thermal conductivity, which can be explored in nanocomposites, as well as in nanofluids. Ethylene glycol (ETG) is a heat transfer fluid that can have its thermal properties enhanced by the addition of GO. However, the GO dispersion capacity and suspension rheology can influence the characteristics of nanofluids, such as flow, stability and heat transfer. The rheological study of ETG/GO nanofluids is important for understanding the colloidal stability of these suspensions and the potential for application as heat transfer fluids. In this work, GO synthesized by modified Hummers method was used to prepare ETG/GO nanofluids for rheological studies. Instrumental techniques such as scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM) and thermogravimetry (TGA), confirmed the GO synthesis with approximately 4 layers of graphene nanosheets and 38% of functionalization with oxygenated groups. The hydrophilic surface of GO nanosheets allowed good compatibility with ETG. The flow curve profiles of the ETG/GO nanofluid suspensions were investigated and classified as: non-Newtonian and pseudoplastic by the Ostwald-de Waele model. The insertion of GO to the ETG, increased the viscosity and storage module (G’) in 21% and 8%, respectively. The improved properties show potential of using GO nanofluids for applications in thermal systems.

Submitted by Luma Taciane Lopes (luma.lopes@unesp.br) on 2020-11-09T02:16:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Luma.pdf: 2221948 bytes, checksum: 050b87ea2c01086c5714ce8688340168 (MD5) Rejected by Adriana Ap. Puerta Buzzá (dripuerta@rc.unesp.br), reason: Prezada Luma, O documento enviado para a coleção Campus Unesp Rio Claro foi recusado pelo(s) seguinte(s) motivo(s): - Página de rosto: excluir ao final da página "LUMA TACIANE LOPES" = informação repetida. Ao final da página - falta constar a cidade de defesa. O correto é: Rio Claro - SP e na linha debaixo - 2020. Falta nome do orientador. - Ficha catalográfica oficial, que deve ser elaborada no site da biblioteca da Unesp de Rio Claro (https://www.biblioteca.unesp.br/ficha/) e inserida após a folha de rosto no arquivo pdf e no verso da folha de rosto na versão impressa. Não alterar, acrescentar ou excluir qualquer informação. A ficha deve ser colocada idêntica ao que o sistema gerar. Necessário refazer. - Folha de aprovação falta resultado aprovada. Maiores informações: http://ib.rc.unesp.br/Home/Biblioteca37/repositorio_fluxograma_unesp_rioclaro.jpg Agradecemos a compreensão e aguardamos o envio do novo arquivo. Atenciosamente, Biblioteca Campus Rio Claro – E-mail: stati.rc@unesp.br Repositório Institucional UNESP https://repositorio.unesp.br on 2020-11-14T01:14:31Z (GMT) Submitted by Luma Taciane Lopes (luma.lopes@unesp.br) on 2021-01-21T15:19:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Luma T Lopes.pdf: 2240801 bytes, checksum: b28354253f0e760416d125e2c9f36cfe (MD5) Rejected by Marcia Correa Bueno Degasperi null (mcbueno@rc.unesp.br), reason: Prezada Luma, O documento enviado para a coleção câmpus Unesp Rio Claro foi recusado pelo(s) seguinte(s) motivo(s): - Sumário começa na Introdução - Sumário vem depois da lista de figuras, tabelas e símbolos - veja orientaçaõ em : https://docs.google.com/presentation/d/1E8cwoDgm9qSve5DVvXvk-0-WoJaDCZrIVvk16P2ayjA/edit#slide=id.g19c4f166e5_1_233 - slides 17 e 29 - Referências - falta destacar o título da obra principal - veja orientação em : https://docs.google.com/presentation/d/1h9gCgPzciJGYGOy0DFdinc5T4rKv7Kop7E9KOaE99mo/edit#slide=id.g55bf4904d1_3_17 - slide 45 No preenchimento dos metadados no formulário do Repositório foi selecionado "Banca restrita": a defesa foi realizada de forma restrita? Ela não foi realizada de forma pública? Geralmente banca restrita é para pedidos de patentes: "Caso a defesa tenha sido realizada de forma restrita e o trabalho seja submetido a pedido de patente lembre-se de anexar o Termo de Sigilo junto ao trabalho". - Acesso restrito e online: no repositório há duas opções para disponibilizar o trabalho. Acesso aberto ou acesso restrito. No acesso aberto, deve-se escolher a opção de prazo de embargo “online”. No acesso restrito, deve-se escolher uma das 4 opções de prazo de embargo: “6 meses, 12 meses, 18 meses ou 24 meses”. Como o seu trabalho teve financiamento da Capes, verifique com seu orientador a questão do acesso, pois se você for publicar um artigo, produto da dissertação, normalmente, as revistas exigem originalidade. Mais informações: http://ib.rc.unesp.br/Home/Biblioteca37/repositorio_fluxograma_unesp_rioclaro.jpg Em caso de dúvidas entre em contato pelos e-mails: stati.rc@unesp.br marcia.bueno@unesp.br WhatsApp (19) 3526-9666 Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações destacadas. Agradecemos a compreensão. Atenciosamente, Márcia Correa Bueno Degasperi Biblioteca do câmpus Rio Claro Repositório Institucional UNESP https://repositorio.unesp.br ------------- on 2021-01-23T01:19:37Z (GMT) Submitted by Luma Taciane Lopes (luma.lopes@unesp.br) on 2021-02-04T15:29:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Luma T Lopes.pdf: 2250763 bytes, checksum: 441129214d9870a0494d1bc1c551d0b9 (MD5) Approved for entry into archive by Marcia Correa Bueno Degasperi null (mcbueno@rc.unesp.br) on 2021-02-04T19:32:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lopes_lt_me_rcla.pdf: 2250763 bytes, checksum: 441129214d9870a0494d1bc1c551d0b9 (MD5) Made available in DSpace on 2021-02-04T19:32:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lopes_lt_me_rcla.pdf: 2250763 bytes, checksum: 441129214d9870a0494d1bc1c551d0b9 (MD5) Previous issue date: 2020-07-14 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Pontos quânticos de carbono (CQDs) têm recebido bastante atenção devido às suas inúmeras propriedades físicas e químicas, entre as quais: baixa toxicidade, emissão luminescente, boa condutividade e produção com custo moderado. Tem sido relatado que os pontos quânticos de grafeno (GQDs) apresentam características ópticas e eletrônicas singulares, tendo como principal atrativo a luminescência, pois podem exibir absorção na região ultravioleta (UV) e ultravioleta-visível (UV-Vis). Estudos apontam também que a dopagem de GQDs com nitrogênio (N) causa um aumento na sua intensidade de emissão fotoluminescente (PL). Outra classe de material que também está chamando a atenção são os pontos quânticos de óxido de grafeno (GO). Ele possui uma extensa banda no espectro de luminescência que abrange a faixa UV até o infravermelho próximo (NIR) e apresenta o “efeito de borda vermelha”, que faz seu comprimento de onda de emissão e excitação serem conexos. Há diversos métodos para síntese de GQDs e GO, e neste trabalho fizemos o uso do método hidrotermal, pois ele possibilita o controle das características físico-químicas das amostras. O material utilizado como precursor para tal produção foi o ácido cítrico (CA) e como bases, o hidróxido de sódio (NaOH) e o hidróxido de amônio (NH4OH). As técnicas de caracterização escolhidas para análises foram as espectroscopias de absorção e fluorescência e a partir delas foi verificada a influência que as bases podem causar. Notou-se que a adição de NaOH provocou dependência entre os comprimentos de onda de excitação e emissão PL, causando o deslocamento do pico de emissão PL para a região do vermelho (efeito de borda vermelha). Esta característica é um indício de que houve formação GO na estrutura do material. Com o NH4OH foi observado o oposto, ele apresenta um único comprimento de onda de emissão PL independente da excitação, isto é um indicativo para formação de GQD. Em ambos os casos ocorreram emissão PL entre 425 e 450 nm exibindo, portanto, a emissão de luz azul. Carbon quantum dots (CQDs) have received a lot of attention due to their numerous physical and chemical properties, among which are: low toxicity, luminescent emission, good conductivity and moderate cost production. It has been reported that the graphene quantum dots (GQDs) have unique optical and electronic characteristics, having as main attraction the luminescence, because they can exhibit absorption in the ultraviolet (UV) and ultraviolet-visible (UV-Vis) region. Studies also point out that the doping of GQDs with nitrogen (N) causes an increase in its intensity of photoluminescent (PL) emission. Another class of material that is also attracting attention are the graphene oxide (GO) quantum dots. It has an extensive band in the luminescence spectrum that covers the UV to near infrared (NIR) range and has the "red edge effect", which makes its wavelength of emission and excitation be connected. There are several methods for the synthesis of GQDs and GO, and in this work we used the hydrothermal method, as it allows the control of the physical and chemical characteristics of the samples. The material used as precursor for such production was citric acid (CA) and as bases, sodium hydroxide (NaOH) and ammonium hydroxide (NH4OH). The characterization techniques chosen for analysis were absorption and fluorescence spectroscopies and the influence that the bases can cause was verified. It was noted that the addition of NaOH caused dependence between the wavelengths of excitation and PL emission, causing the displacement of the peak of PL emission to the red region (red border effect). This characteristic is an indication that GO formation has occurred in the structure of the material. With the NH4OH the opposite was observed, it presents a single wavelength of PL emission independent of excitation, this is indicative for the formation of GQD. In both cases there was a PL emission between 425 and 450 nm, thus showing blue light emission. CAPES: 001

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2020-12-18T17:45:40Z No. of bitstreams: 1 Anna_Almeida_2020.pdf: 1659509 bytes, checksum: d2464f9bdd711dfd1a6923e6621eabad (MD5) Made available in DSpace on 2020-12-18T17:45:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anna_Almeida_2020.pdf: 1659509 bytes, checksum: d2464f9bdd711dfd1a6923e6621eabad (MD5) Previous issue date: 2020-03-05 Graphene oxide has physical, chemical and texture characteristics, which provide this material with an ability to adsorb impurities in the aqueous phase. In this way, this material was synthesized by the modified Hummers method and, through the co-precipitation method, the surface of the graphene oxide was modified with iron nanoparticles. Thus, iron oxide incorporated into graphene oxide was obtained. After these procedures, the materials were characterized with vibrational spectroscopy in the infrared region (FTIR), diffraction ray x (XRD), differential scanning calorimetry analysis (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), zero load point (pH PCZ) and nitrogen fission analysis (BET). The interpretations of these results propose that the iron oxide is incorporated externally to the surface of the graphene oxide, thus the material has become magnetic. In addition, the adsorption studies with the erythrosine dye were efficient. When analyzing the adsorption process for both adsorbents, he found that the best mathematical fit was Langmuir EXT. The graphene oxide incorporated into the iron oxide (OG. Fe3O4) showed a 20% reduction in the adsorvate absorption intensity and the graphene oxide (OG) indicated a decrease of 42.9%. Therefore, both the OG. Fe3O4 adsorbs the dye erythrosine, however, with a lower adsorption. O óxido de grafeno apresenta características físicas, químicas e de textura, o que fornece a este material uma capacidade de adsorção de impurezas em fase aquosa. Desta forma, sintetizou-se esse material pelo método de Hummers modificado e, por meio do método de co-precipitação modificou-se a superfície do óxido de grafeno com nanopartículas de ferro. Com isso, obteve-se óxido de ferro incorporado ao óxido de grafeno. Após esses procedimentos realizou-se as caracterizações dos materiais com espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), difração de raios-x (DRX), análise de calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), ponto de carga zero (pH PCZ) e análise fissisorção de nitrogênio (BET). As interpretações desses resultados propõem que o óxido de ferro é incorporado externamente a superfície do óxido de grafeno, com isso o material tornou-se magnético. Além disso, os estudos de adsorção com o corante eritrosina foram eficientes. Ao analisar o processo de adsorção para ambos os adsorventes verificou que o melhor ajuste matemático foi o de Langmuir EXT. O óxido de grafeno incorporado ao óxido de ferro (OG. Fe3O4) apresentou redução de 20% na intensidade de absorção do adsorvato e o óxido de grafeno (OG) indicou diminuição de 42,9%. Portanto, tanto o OG. Fe3O4 adsorve o corante eritrosina, entretanto, com uma adsorção menor.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Com o aumento das emissões de gases estufa, combustíveis alternativos como o hidrogênio (H2) são cada vez mais necessários. O H2 possui elevado potencial energético, porém, sua obtenção gera subprodutos que necessitam ser separados para alcançar a pureza necessária para sua utilização. A purificação através de membranas de paládio surge como uma alternativa, graças à sua elevada eficiência e baixo consumo de energia. No entanto, o alto custo do metal exige estudos em torno da diminuição da espessura da membrana de paládio, geralmente através da deposição de uma fina camada do metal sobre suportes porosos. A redução da rugosidade das superfícies destes suportes também auxilia na deposição de camadas ultrafinas de paládio, além de diminuir a chance de defeitos que possam reduzir a seletividade. O óxido de grafeno (OG) é um composto carbônico de elevada resistência mecânica capaz de formar filmes de baixa espessura, sendo assim, o presente trabalho realizou o estudo da influência de revestimentos de óxido de grafeno visando reduzir a rugosidade da camada externa de fibras ocas de alumina para a deposição de membranas de paládio seletivas ao H2. Para isso, foram produzidas fibras ocas de alumina com mesoporosidade controlada, que foram revestidas com camadas óxido de grafeno, produzido através do método de Hummer modificado, seguido da deposição de membranas de paládio através de electroless plating. As fibras puras e revestidas foram caracterizadas através de microscopia eletrônica de varredura, permeabilidade de água e nitrogênio e rugosidade de suas superfícies externas. Os testes de permeação de H2 foram realizados nas temperaturas de 300 a 450 °C em pressões de 40 a 200 kPa. A seletividade foi avaliada através da permeação de nitrogênio (N2). Para os revestimentos testados, foi observada a diminuição de aproximadamente 13,5% da rugosidade da superfície externa da fibra oca de alumina. A membrana produzida sem camada intermediária de OG (M1) apresentou espessura de 1,56 µm, permeabilidade ao H2 de 2x10-7 mol s-1m-2kPa-1 e seletividade infinita. Entre as membranas produzidas com camada de OG, destacaram-se M3 e M4, com espessuras de cerca de 1 µm e permeabilidades ao H2 de 24x10-7 e 11x10-7 mol s-1m-2kPa-1, respectivamente. Através das análises realizadas, foi possível verificar que os revestimentos de óxido de grafeno foram capazes de proporcionar a deposição de camadas ultrafinas de paládio de seletividade infinita, reduzindo o custo de produção. With the increase of greenhouse gases emission, alternative fuels such as hydrogen (H2) are increasingly needed. H2 has a high-energy potential; however, its production generates byproducts that need to be separated in order to achieve high purity. Palladium membrane purification is an alternative separation method due to its high efficiency and low energy consumption. However, the high cost of the metal requires studies around the reduction of the palladium membrane thickness, usually by depositing of thin layer of the metal on porous supports. Decreasing surface roughness of these supports also assists the deposition of ultra-thin palladium layers and decreases the chance of defects that may reduce selectivity. Graphene oxide (GO) is a carbonic compound with high mechanical strength capable of forming single layer films with low thickness, in this sense, the present work studied the influence of graphene oxide coatings to reduce the roughness of alumina hollow fibers for the deposition of H2 selective palladium membranes. For this purpose, alumina hollow fibers with controlled mesoporosity were produced, and were coated with graphene oxide layers, produced by the modified Hummer method, followed by the deposition of palladium membranes by electroless plating technique. The pure and coated fibers were characterized by scanning electron microscopy, water and nitrogen permeability and the roughness of their external surfaces. H2 permeation tests were performed at temperatures from 300 to 450 °C at pressures from 40 to 200 kPa. For the tested coatings, approximately 13.5% reduction in surface roughness was observed. The membrane produced without intermediate layer of OG (M1) presented a thickness of 1.6 µm, H2 permeability of 2x10-7 mol s-1m-2kPa-1 and infinite selectivity. Among the membranes produced with OG layer, M3 and M4 stood out, with thicknesses of approximately 1.0 µm and H2 permeabilities of 24x10-7 and 11x10-7 mol s-1m-2kPa-1, respectively. Through the analyzes carried out, it was verified that the graphene oxide coatings were able to provide the deposition of infinite selectivity palladium ultra-thin layers, reducing the production cost. Dissertação (Mestrado)

RESUMO A técnica de deposição de filmes por spray destaca-se por sua versatilidade, simplicidade e eficiência. Neste trabalho, dois equipamentos de spray distintos foram empregados para produção de filmes de óxido de grafeno: o primeiro, um equipamento industrial para produção por método ultrassônico e o segundo, uma adaptação realizada com um aerógrafo, um solenoide, um circuito elétrico e um programa em linguagem C++, denominado de método convencional. Os filmes obtidos foram caracterizados com respeito à espessura, resistividade elétrica, transmitância e morfologia. As amostras produzidas pelo método convencional apresentaram menores espessuras e maiores transmitâncias, sendo, desse modo, mais adequadas para aplicações optoeletrônicas. Já as menores resistências de folha foram obtidas pelo método de spray ultrassônico. A morfologia dos filmes aponta melhor uniformidade para as amostras obtidas por meio da técnica ultrassônica. A análise comparativa dos resultados indicou que o equipamento convencional, apesar de ser muito mais simples e de baixo custo, foi capaz de alcançar resultados tão satisfatórios quanto os obtidos em um equipamento industrial de spray ultrassônico. A grande vantagem do equipamento industrial está na possibilidade de produção de várias amostras simultaneamente, enquanto o convencional adaptado tem como benefício a rapidez, possibilidade de deposição com folhas de óxido de grafeno maiores e acessibilidade da produção e operação do sistema. ABSTRACT The spray technique for thin film deposition stands out for its versatility, simplicity and efficiency. In this work, two different spray techniques, conventional and ultrasonic, were used for the production of graphene oxide films, the first one was an industrial equipment for ultrasonic spray production and the second, an adaptation performed with an airbrush, a solenoid, a circuit electric and a program in C ++ language, called conventional spray. The films obtained were characterized with respect to thickness, electrical resistivity, transmittance and morphology. The samples produced by the conventional method presented thicknesses and transmittances more suitable for electronic applications, since the smaller sheet resistances were obtained by the ultrasonic spray method. The morphology of the films shows a better uniformity for the samples obtained by means of the ultrasonic spray technique. The comparative analysis of the results indicated that the conventional spray equipment, although much simpler and low cost, was able to achieve results as satisfactory as those obtained in an industrial ultrasonic spray equipment. The great advantage of the industrial equipment is the possibility of producing several samples simultaneously, while the conventional spray adapted has the benefit of speed, deposition possibility with larger graphene oxide sheets and accessibility of the production and operation of the system.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2020-06-22T13:01:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Rafaela Daiane de Oliveira.pdf: 3654489 bytes, checksum: 28b1303a9476cad66d81149a922cd16d (MD5) Made available in DSpace on 2020-06-22T13:01:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Rafaela Daiane de Oliveira.pdf: 3654489 bytes, checksum: 28b1303a9476cad66d81149a922cd16d (MD5) Previous issue date: 2019-12-12 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O uso crescente de energia impulsiona a pesquisa por novos dispositivos para armazenamento de carga que ofereçam boa estabilidade e alta densidade de potência e de energia. Visando suprir essa necessidade, eletrodos modificados com propriedades supercapacitivas têm sido desenvolvidos. O presente trabalho aborda a obtenção de eletrodos modificados com polímeros condutores a partir de diferentes técnicas para aplicação em dispositivos de armazenamento de energia. O capítulo 1 descreve a utilização da técnica Layer-by-Layer (LbL) para modificação de eletrodos de ITO com óxido de grafeno (OG) e compósito de polianilina e goma arábica (PANI-GA). A concentração de goma arábica (GA) no compósito foi otimizada a partir de técnicas eletroquímicas, obtendo-se como melhor proporção GA:PANI (1:1), em proporção (m/V). A caracterização do filme LbL (PANI-GA/OG)n (onde n=número de bicamadas) foi realizada por diferentes técnicas tais como UV-Vis, FTIR, Raman, TEM, MEV, VC, EIE e cronoamperometria. Os filmes obtidos apresentaram boa estabilidade nos estudos de cronoamperometria após vários ciclos de curvas galvanostáticas de carga e descarga (CGCD), com aumento das propriedades supercapacitivas em função do número de bicamadas. O filme LbL (PANI-GA/OG)15 apresentou CS de 12,81 mF cm-2 (j = 0,1 mA cm-2) e retenção de CS de 72,8% após 1000 ciclos de CGCD. As propriedades deste filme LbL (PANI-GA/OG)3 como sensor para monitoramento de pH foi também investigada o qual apresentou uma faixa linear (R2 = 0,9915) para valores de pH de 2 a 7. O capítulo 2 aborda a modificação de eletrodo por polimerização eletroquímica de polipirrol e polianilina na superfície polida de carbono grafite (CG) proveniente de pilhas exauridas, designado CG/PPY/PANI. Os parâmetros eletroquímicos para modificação do eletrodo CG foram otimizadas, considerando a resposta eletroquímica para VC e CGCD. As condições otimizadas para expansão da área do eletrodo CG foram E = 2,0 V e t = 750 s, para a polimerização de PPY foram E = 1,0 V e q = 750 mC e para eletropolimerização da PANI foram E = 0,8 V e q = 3 C. O eletrodo modificado CG/PPY/PANI apresentou melhores resultados eletroquímicos em comparação aos eletrodos CG/PPY e CG/PANI. Resultados de EIE para o CG/PPY/PANI evidenciaram o comportamento pseudocapacitivo do eletrodo e, através das CGCD, obteve-se CS de 3416 mF cm-2 (j = 2 mA cm-2) e retenção da capacitância de 76% após 850 ciclos de CGCD. O eletrodo otimizado foi caracterizado por FTIR, Raman e MEV/FEG, evidenciando a modificação da superfície de CG. As imagens de MEV/FEG apresentam as estruturas globulares características da eletrodeposição de polímero condutor. O eletrodo modificado CG/PPY/PANI apresentou propriedades eletroquímicas, tais como, estabilidade e capacitância específica, que o tornam promissor para aplicação em dispositivos de armazenamento de energia. The increase in the use of energy demands the search for new energy storage devices that have good cycle life and high power and energy density. In order to meet this need, modified electrodes with supercapacitative properties have been developed. The present work deals with the obtaining of conducting polymer modified electrodes from different techniques for application in energy storage devices. Chapter 1 describes the use of the Layer-by-Layer (LbL) technique for modification of ITO electrodes with graphene oxide (OG) and polyaniline gum arabic (PANI-GA) electrodes. The concentration of gum arabic (GA) in the composite was optimized by electrochemical techniques, obtaining the best ratio of GA:PANI (1:1), in proportion (m / V). Characterization of LbL film (PANI-GA / OG)n (where n= number of bilayers) was performed by different techniques such as UV-Vis, FTIR, Raman, TEM, SEM, VC, EIE and chronoamperometry. The obtained films presented good stability in the chronoamperometry studies after some cycles of galvanostatic charge and discharge curves (CGCD), with increase of the supercapacitive properties as a function of the number of bilayers. The LbL film (PANI-GA / OG)15 showed CS of 12.81 mF cm-2 (j = 0.1 mA cm-2) and 72.8% CS retention after 1000 cycles of CGCD. The properties of (PANI-GA / OG)3 LbL film as a pH sensor was also investigated which presented a linear range (R2 = 0.9915) for pH values from 2 to 7. Chapter 2 describes the electrode modification by electrochemical polymerization of polypyrrole and polyaniline on the polished carbon graphite (CG) surface from depleted cells, designated CG/PPY/PANI. The electrochemical parameters for CG electrode modification were optimized considering the electrochemical response by the VC and CGCD. The optimized conditions for CG electrode area expansion were E = 2.0 V and t = 750 s, for PPY polymerization were E = 1.0 V and q = 750 mC and for PANI electropolymerization, E = 0.8 V and q = 3 C. The modified CG / PPY / PANI electrode presented better electrochemical results compared to the CG / PPY and CG / PANI electrodes. EIS results for GC/PPY/PANI showed the pseudocapacitive behavior of the electrode and, from CGCD, CS= 3416 mF cm-2 (j = 2 mA cm-2) and 76% capacitance retention after 850 CGCD cycles were obtained. The optimized electrode was characterized by FTIR, Raman and SEM / FEG, evidencing the modification of the CG surface. SEM/FEG images present the globular structures characteristic of conducting polymer electrodeposited. The modified CG/PPY/PANI electrode presented electrochemical properties, such as stability and specific capacitance, which make it promising for application in energy storage devices.

Resumo A nanotecnologia tem avançado muito nos últimos anos, promovendo o surgimento de novos materiais, como o grafite e suas composições, como óxido de grafeno e grafeno. Diante disso, este estudo avaliou física, química e mecanicamente argamassa de revestimento com incorporação de óxidode grafeno nas proporções de 0,04% e 0,1%. A adição provocou mínimas interferências nas propriedades físicas das argamassas contendo óxido de grafeno quando comparada à argamassa de referência, não comprometendo a argamassa final. Porém, com relação às propriedades mecânicas houve um aumento na resistência à compressão nas argamassas modificadas, quando comparadas à argamassa de referência, e a função desejabilidade pôde determinar que, com 82,45% de otimização, a proporção de 0,1% contribuiu para as melhores condições para a resistência à compressão e à tração na flexão das argamassas modificadas. As análises de superfície também colaboraram com a comprovação desse fato, pois é possível visualizar que quando há melhoria na dispersão do óxido de grafeno nas matrizes cimentícias, ocorre melhoria nas propriedades mecânicas. Abstract Nanotechnology has greatly developed in recent years, promoting the emergence of new materials, such as graphite and its compositions as graphene oxide and graphene. This study performs a physical, chemical and mechanical evaluation of a coating mortar with graphene oxide incorporation at the proportions of 0.04% and 0.1%. The addition caused minimal interference in the physical properties of graphene oxide-containing mortars, when compared to the reference mortar, without compromising the final mortar. However, with regards to the mechanical properties, there was an increase in the compressive strength of modified mortars when compared to the reference mortar and the desirability function determined that with 82.45% of optimisation, the proportion of 0.1% contributed to improve the conditions for compressive strength and flexural tensile strength of modified mortars. The image analyses also corroborated with this fact, as it was possible to see that when there was better dispersion of graphene oxide on the cementitious matrices, the mechanical properties also improved.

Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-08-05T17:51:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Alessandro Eronides de Lima Silva - 2019 - Completo.pdf: 4788472 bytes, checksum: 05e236ac276005739c33166a521be9df (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-05T17:51:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Alessandro Eronides de Lima Silva - 2019 - Completo.pdf: 4788472 bytes, checksum: 05e236ac276005739c33166a521be9df (MD5) Previous issue date: 2019-10-21 The coating industry has been working to improve the surface properties as wear, adhesion and wettability. In this sense, polymer nanocomposites have recently attracted major attention. The nanocomposites production is cheaper and it is possible to coat over steel substrates with a simple step process. The graphene oxide, combined with polymers, has shown an impermeable nanocomposite barrier to gases and liquids and from this perspective it has attracted a particular interest for applications on oil and gas industrial parts. In many cases, nanocoating acts as protective film that may prevent future corrosion problems and extend the devices lifetime. The polymer membranes have a more efficient function than the polymer membranes. In this work, we report the influence of dispersion of graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (RGO) on polyurethane for gas permeation and friction behavior studies on steel stainless (X80 API 5L), to endorse its use for mechanical and chemical protection applications. We have produced graphene/polyurethane nanocomposites and subsequently dispersed using an ultrasonic tip. The samples obtained have been tested in a permeation analysis system and friction analysis. The samples were studied by scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy. Force atomic microscopy and Raman Spectroscopy. Friction measurements were performed using a CTER micro-tribometer in a ball-on-disk contact geometry using an inox steel ball as counter body. Friction tests showed a reduction in COF (coefficient of friction) with graphene oxide using ultrasonic dispersion. Gas permeation tests showed that films composed by GO had a reduction of 19% in relation to CO2 and 26% in relation to N2. The modified films with RGO had the permeability reduced by 13% in relation to CO2 and 25% in relation to N2 As pesquisas desenvolvidas no setor de revestimento têm como um dos principais focos a melhoria das propriedades da superfície como a diminuição do desgaste, e maior adesão. Nesse sentido, os nanocompósitos poliméricos têm atraído recentemente grande atenção. A produção de nanocompósitos é mais barata e é possível revestir substratos de aço com um processo simples. Nanocompósitos de grafeno oxidado combinado com polímero tem mostrado ser uma barreira impermeável a gases e líquidos, desta forma tem atraído um interesse particular para aplicações em componentes industriais de petróleo e gás. Em muitos casos, os nanorecobrimentos atuam como uma película protetora que pode prevenir futuros problemas de corrosão e prolongar a vida útil dos dispositivos. Neste trabalho, relatamos a influência da dispersão de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (RGO) na matriz do poliuretano para estudos de permeação de gás e de resistência ao atrito em aço inoxidável (X80 API 5L), para endossar seu uso para proteção mecânica e química. Verificamos a influência do uso da ponteira ultrassônica na dispersão dos nanocompósitos de grafeno/poliuretano. As amostras obtidas foram testadas em um sistema de permeação de gases e de análise de resistência ao desgaste. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica, microscopia de força atômica e espectroscopia Raman. As medições de atrito foram realizadas usando um microtribômetro CTER em uma geometria de contato bola sobre disco usando uma esfera de aço inox como contracorpo. Foi observado através das análises de microscopia que os filmes poliméricos com nanocompósitos dispersos em ponteira ultrassônica apresentaram superfícies livres de aglomerados, ao contrário daquelas amostras que foram sintetizadas a partir de GO e RGO dispersos em ultrassom de bancada. Os testes de atrito mostraram uma redução do COF (coeficiente de atrito) com o grafeno oxidado usando dispersão ultrassônica. Os testes de permeação de gases mostraram que filmes compostos por GO apresentaram uma redução de 19% em relação ao CO2 e 26% em relação ao N2. Os filmes modificados com RGO tiveram a permeabilidade reduzida em 13% em relação ao CO2 e 25% em relação ao N2

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2019-10-23T20:30:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Marcelo_Dourado_Moncks.pdf: 2001715 bytes, checksum: d67578f01b074166c9956f07d5463516 (MD5) Made available in DSpace on 2019-10-23T20:48:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Marcelo_Dourado_Moncks.pdf: 2001715 bytes, checksum: d67578f01b074166c9956f07d5463516 (MD5) Previous issue date: 2019-03-14 Sem bolsa Os Sistemas de armazenamento de energia eletroquímica, como capacitores eletroquímicos são ideais para atender às necessidades de armazenamento de energia, no qual as cargas são separadas por meio de um eletrólito comum aos dois eletrólitos que estão isolados por uma barreria denominada separador, permitindo a passagem de íons. De acordo com a configuração do dispositivo em relação aos materiais utilizados como eletrodos. Os capacitores eletroquímicos podem ser classificados em simétricos e assimétricos. O simétrico é quando apresentar os mesmos materiais nos dois eletrodos e o assimétrico, quando os materiais forem diferentes nos eletrodos. Nos dois casos, simétricos e assimétricos, são necessários que os dois eletrodos tenham o mesmo mecanismo de armazenamento de energia. Um material que tem atraído grande interesse na obtenção de dispositivos de armazenamento de energia, principalmente por sua elevada área superficial e ótima condutividade eletrônica, é o óxido de grafeno reduzido (OGR). Nesse trabalho, foram investigadas a estrutura e as propriedades eletroquímica do óxido de grafeno reduzido (OGR), funcionalizados com Ag, Fe e Ni, para que possa haver um aumento na capacitância do OGR. Para tanto, o óxido de grafeno (OG) foi preparado pela esfoliação oxidativa do grafite segundo o método de Hummers e Offeman. O OGR foi obtido por redução química do OG com solução aquosa de ácido ascórbico, que é um ótimo agente redutor. As imagens do OGR funcionalizados com Ag, Fe e Ni foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), visualizando a formação de folhas dobradas e enrugadas, características do OG, por difatometria de Raio X, identificando os picos característicos de OGR e pela análise espectroscópica de fluorescência de raio X, percebendo-se a funcionalização do OGR com Ag, Fe e Ni. O comportamento eletroquímico foi estudado por voltametria cíclica (VC), carga/descarga Galvanostática (CDG), Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), Estabilidade e Ragone Plot. Nesses estudos, observa-se o caráter condutivo do OGR-Fe, que exibe uma curva retangular na curva CV, havendo uma menor resistividade. Mostrou curvas de carga e descarga quase simétricas e durante o ciclo de carga/descarga para 500 ciclos para 4 mAcm-2, ocorreu uma retenção de carga de 89,1%, indicando um comportamento capacitivo ideal. Electrochemical energy storage systems, such as electrochemical capacitors, are ideal to meet the energy storage needs, in which the charges are separated by means of an electrolyte common to the two electrolytes that are isolated by a barrier called a separator, allowing the passage of ions. According to the configuration of the device in relation to materials used as electrodes. The electrochemical capacitors can be classified as symmetrical and asymmetrical. The symmetrical is when to present the same materials in the two electrodes and the asymmetrical one, when the materials are different in the electrodes. In both cases, symmetrical and asymmetrical, it is necessary that the two electrodes have the same mechanism of energy storage. A material that has attracted great interest in obtaining energy storage devices, mainly because of its high surface area and excellent electronic conductivity, is reduced graphene oxide (RGO). In this work, the structure and electrochemical properties of reduced graphene oxide (RGO), functionalized with Ag, Fe and Ni, were investigated so that there may be an increase in the RGO capacitance. For this, the graphene oxide (GO) was prepared by the oxidative exfoliation of the graphite according to the method of Hummers and Offeman. The RGO was obtained by chemical reduction of the OG with aqueous solution of ascorbic acid, which is an excellent reducing agent. The images of the RGO functionalized with Ag, Fe and Ni were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), visualizing the formation of folded and wrinkled leaves, characteristics of the GO, by X-ray diffatometry, identifying the characteristic peaks of RGO and by the analysis spectroscopic X-ray fluorescence, observing the functionalization of OGR with Ag, Fe and Ni. The electrochemical behavior was studied by cyclic voltammetry (CV), Galvanostatic charge / discharge (GCD), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Stability and Ragone Plot. In these studies, we observe the conductive character of OGR-Fe, which shows a rectangular curve in the CV curve, with a lower resistivity. It showed nearly symmetrical charge and discharge curves and during the 500-cycle charge-discharge cycle for 4 mAcm-2, a load holding of 89.1% occurred, indicating an ideal capacitive behavior.

Orientador: Diego Stéfani Teodoro Martinez Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia Resumo: Neste trabalho foi estudada a interação do óxido de grafeno (GO) com soro fetal bovino (SFB) em meio de cultura de células, visando entender a formação da protein corona sobre a superfície destes materiais e seus impactos na citotoxicidade. Inicialmente foi realizado um estudo comparativo da interação de GO single-layer (GO-SL) e multi-layer (GO-ML) com SFB em meio de cultura DMEM, sendo observado que: (i) a composição da protein corona de SFB depende não apenas das propriedades físico-químicas do GO, mas também de seu comportamento coloidal em meio de cultura; (ii) as proteínas adsorvidas pelos materiais de GO variaram em quantidade (394 no GO-SL e 290 no GO-ML), tipo (115 exclusivas do GO-SL e 11 do GO-ML) e nas funções desempenhadas pelas proteínas (GO-SL enriqueceu proteínas envolvidas em processos metabólicos e transdução de sinais; e o GO-ML proteínas envolvidas no desenvolvimento/estrutura celular e processos metabólicos/transporte de lipídeos). Em seguida, foi avaliado o efeito do GO-SL sobre queratinócitos humanos (HaCat) na ausência e presença de protein corona de SFB e de albumina sérica bovina (BSA). Os principais resultados obtidos foram: (i) a formação da protein corona reduziu, mas não inibiu completamente a toxicidade do GO, tendo sido observado redução da viabilidade celular após 72h de exposição e alteração nas proteínas secretadas pelas células; (ii) a internalização do GO, as proteínas secretadas pelas células expostas ao GO, e a ativação ou inibição de vias de sinalização/mecanismos de toxicidade, variaram em função da presença ou ausência, e da composição da protein corona; (iii) além dos mecanismo já descritos na literatura, como estresse oxidativo, alteração do ciclo celular e disfunção mitocondrial, a análise do secretoma identificou novos mecanismos/vias de sinalização como indução da transição de células epiteliais em mesenquimais e ativação de receptores de hidrocarbonetos de arila. Desse modo, os resultados obtidos neste trabalho enfatizam a importância de se realizar uma caracterização avançada do GO e de sua interação com meio de cultura e SFB durante estudos nanotoxicológicos in vitro, uma vez que estas interações geram impactos na dosimetria (dose real de GO que chega até as células) e na resposta celular em função da composição da protein corona. Este trabalho contribuiu para a caracterização proteômica da protein corona de SFB em materiais de óxido de grafeno e na investigação dos mecanismos de toxicidade em células HaCat, e do papel da composição da protein corona no desencadeamento destes mecanismos Abstract: The interaction of graphene oxide materials (GO) with fetal bovine serum (FBS) in cell culture medium was evaluated in order to understand the protein corona formation and its impacts on cytotoxicity. First, it was performed a comparative study on single-layer GO (SL-GO) and multi-layer GO (ML-GO) interaction with FBS, and it was observed that: (i) the protein corona composition depends not only on GO physicochemical properties, but also on GOs behavior in the cell culture medium; (ii) the proteins adsorbed by GO materials have varied in quantity (394 on SL-GO and 290 on ML-GO), type (115 exclusive proteins on SL-GO and only 11 on ML-GO) and biological functions (SL-GO enriched proteins involved in metabolic processes and signal transduction, while ML-GO enriched proteins involved in cellular development/structure, and lipid transport/metabolic processes). Then, the cytotoxicity of SL-GO was evaluated for human kerationocytes (HaCat), in the absence or presence of a protein coating from FBS proteins or bovine serum albumin (BSA). Our results have shown that: (i) the protein corona formation has reduced, but not completely avoided the GO cytotoxicity, once it was observed a decrease in cell viability after a 72h exposure and a variation on proteins secreted by cells; (ii) the GO internalization, the proteins secreted by cells exposed to GO, and the signaling pathways/toxic mechanisms activation or inibhition have varied as function of the presence or absence, as well as, the composition of the protein corona; (iii) besides the already recognized mechanisms such as oxidative stress, cell cycle arrest and mitochondrial disfuntion, the secretome analysis has identified new mechanisms/signaling pathways such as the epithelial-mesenchimal transition and the aryl hydrocarbon receptor signaling. Thus, our data highlight the importance to perform an advanced characterization of GO materials and their interaction with cell culture medium and FBS during in vitro nanotoxicological studies, once these interactions can impact on dosimetry (the effective dose of GO delivered to cells) and cellular response as function of protein corona composition. Finally, we have contributed to the proteomics characterization of FBS protein corona on GO materials and to investigate the GO toxic mechanisms and the role of protein corona composition on activation of such mechanisms Doutorado Ciência dos Materiais Doutora em Tecnologia CAPES 88882.143413/2017-01; 88881.188728/2018-01 CNPEM

Compósitos de resinas epoxídicas são utilizados para aplicações estruturais, porém a fragilidade dessas resinas é uma desvantagem devido à sua alta densidade de ligações cruzadas. A tenacificação dessas resinas pode ser feita com o uso de aditivos tais como borrachas líquidas ou copolímeros-bloco. Entretanto, esses aditivos podem reduzir a temperatura de transição vítrea dessas resinas. Nesse contexto, nanocargas carbonáceas tais como as nanoplaquetas de grafite (NPGr) e óxido de grafeno (OG) podem aumentar a resistência mecânica e tenacidade das resinas epoxídicas sem comprometer as propriedades térmicas. Além disso, a funcionalização dessas nanocargas com silanos facilita a dispersão e promove a adesão das cargas à matriz, melhorando as propriedades mecânicas. Assim, o objetivo deste estudo é modificar NPGr e OG com silanos 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) e 3- glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTMS), e avaliar a influência do tipo, da quantidade de nanocarga, do tratamento superficial, e do efeito sinergístico com copolímeros-bloco do tipo poli(etileno óxido)-b-poli(propileno óxido)-b-poli(etileno óxido) (EPE) no comportamento de cura, e nas propriedades mecânicas e dinâmioc-mecânias dos compósitos. As nanocargas foram dispersas em resina epoxídica em concentrações variando de 0,1% a 1% (%m) por sonificação, O EPE foi adicionado na concentração de 5% (%m), e os compósitos foram moldados por casting. Ensaios de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X, espectroscopia Raman e difração de raios X (DRX) foram utilizados para caracterizar as nanocargas. Os compósitos foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial, DRX, análise dinâmico-mecânica, ensaios de tração e de impacto Izod e tenacidade à fratura, e microscopia eletrônica de varredura. As NPGr e o OG foram funcionalizados mais efetivamente com o silano APTES. Para as NPGr, as melhores propriedades mecânicas foram atingidas com um percentual de 0,25% de carga em resina. A incorporação de 0,1% de OG tratado com APTES aumentou a tenacidade à fratura em relação à resina pura. Os efeitos sinergísticos do EPE com as NPGr e com o OG, com e sem APTES, foram avaliados, e a melhor combinação foi encontrada para o compósito com EPE e 0,1% de OG, aumentando a tenacidade à fratura em 33% em relação à resina pura, e evidenciando que o copolímero-bloco utilizado pode ser um agente de acoplamento. Epoxy resin composites are used for structural applications, but the fragility of these resins due to a highly cross-linked network is a disadvantage. The toughening of these resins can be achieved with additives such as liquid rubbers or block copolymers. However, these additives reduce the glass transition temperature of epoxy resins. In this context, carbonaceous fillers such as graphite nanoplatelets (GrNP) and graphene oxide (GO) can be used to increase the mechanical resistance and the toughness of epoxy resins without compromising their excellent thermal properties. Moreover, the functionalization of these fillers with silanes increases the dispersion and promotes better adhesion at the interface. The aim of this study is to modify GrNP and GO with 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), and to evaluate the influence of the carbonaceous filler type, the amount of filler, the surface treatment, and the synergistic effect of the combination of these fillers with poly(ethylene oxide)-b-poly(propylene oxide)-bpoly(ethylene oxide) (EPE) block-copolymer on the curing behavior, and on the mechanical and dynamic-mechanical properties of the composites. The nanofillers were added to the resin in concentrations of 0.1% - 1% (%wt) by sonication. 5 wt% EPE was subsequently added, and the composite were molded by casting. Fourier transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD) were used to characterize the carbonaceous fillers. The composites were evaluated by differential scanning calorimetry, XRD, dynamic-mechanical analysis, tensile, impact and fracture toughness testing, and scanning electron microscopy. APTES functionalization was more effective for GrNP and GO. For GrNP, the best mechanical properties were obtained at 0.25 wt% filler content. The incorporation of 0.1 wt% APTES-GO increased the fracture toughness in comparison to the neat resin. The synergistic effects of EPE with GrNP and GO, with and without APTES treatment, were evaluated. The best combination was found for EPE with 0.1 wt% GO, increasing the fracture toughness by 33% in comparison to the neat resin, also showing that the block copolymer can be used as a coupling agent.

Orientador: Prof. Dr. Danilo Justino Carastan Coorientador: Prof. Dr. Ricardo Jorge Espanhol Andrade Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Santo André, 2019. Sabendo-se que os copolímeros em bloco são utilizados industrialmente em grande escala e apresentam diversas aplicações possíveis, o estudo em questão consistiu na análise da morfologia e propriedades de nanocompósitos de poliestireno-b-poli(etileno-co-butileno)-b-poliestireno (SEBS) com ou sem anidrido maleico (MA) e óxido de grafeno multicamada (m-GO) (0.1, 0.3, 0.5% em massa) sintetizado por meio do método de Hummers modificado. Explorou-se a técnica de incorporação das partículas na matriz através de uma extrusora, o que possibilita a produção em larga escala. O m-GO produzido foi caracterizado por difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman, microscopia de força atômica (AFM) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). Já a morfologia dos nanocompósitos em formato de fita foi caracterizada por espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS) e reologia (cisalhamento oscilatório em pequenas amplitudes - SAOS), e as propriedades mecânicas foram avaliadas pela análise dinâmico-mecânica (DMA). Os resultados demonstram que o óxido de grafite exerce uma pequena influência nas propriedades do copolímero em bloco, provavelmente devido à baixa quantidade utilizada. It is widely known that block copolymers are produced in large scale by companies, and enable many applications development. This study consists of an analysis of the morphology and properties of the polystyrene-b-poly(ethylene-co-butylene)-b-polystyrene (SEBS) and multilayer graphene oxide (m-GO) (0.1, 0.3 and 0.5 %wt) nanocomposites, with and without the presence of maleic anhydride (MA). The m-GO was synthetized by the modified Hummers method, and the incorporation was done through an extrusion equipment, which enables the large scale production. The particles characterization was carried out by X-ray diffraction (XRD), raman spectroscopy, atomic force microscopy (AFM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The morphology of the nanocomposites was studied by small angle X-ray scattering (SAXS) and rheology (Small-Amplitude Oscillatory Shear ¿ SAOS). The mechanical properties were analyzed by dynamic mechanical analysis (DMA). The results showed a small influence of the graphite oxide on the properties of the block copolymer, probably due to the low amount of nanoparticles incorporated to the nanocomposite.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O grafeno é um material bidimensional composto por carbono com hibridização sp2 que tem sido amplamente estudado na comunidade científica devido suas excelentes propriedades físicas e também seus potenciais de aplicações tecnológicas. A oxidação e esfoliação química do grafite é geralmente usada para preparar o óxido de grafeno (GO). Diferentemente do grafeno, as superfícies e bordas do GO estão modificados com diferentes grupos oxigenados, tais como carboxilas, hidroxilas, carbonilas e epoxi. Neste trabalho, GO com grandes quantidades de grupos carbonila foi sintetizado através de modificações do método de Hummers usando dois processos de oxidação. Dispersões aquosas altamente estáveis de óxido de grafeno quimicamente reduzido (rGO) foram preparadas usando diferentes concentrações de hidrato de hidrazina como agente redutor. Além disso, soluções aquosas de GO foram simultaneamente reduzidas e dopadas com nitrogênio (N-rGO) usando reagentes químicos e tratamentos hidrotérmicos para induzir uma dopagem do tipo-n neste material. Filmes finos altamente uniformes de rGO e N-rGO foram fabricados sobre substratos de vidro, e tratamentos térmicos subsequentes foram feitos para melhorar suas propriedades elétricas e ópticas. Estes dois materiais (rGO e N-rGO), tanto em filme quanto em solução, foram caracterizados usando diferentes técnicas espectroscópicas (Raman, UV-VIS, FT-IR, EDS, etc), e os resultados mostram que dispersões aquosas de GO com elevado grau de oxidação e esfoliação foram apropriadamente reduzidas e dopadas de forma a obtermos materiais com propriedades optoeletrônicas acetáveis para serem aplicados em protótipos de dispositivos orgânicos. Os melhores filmes finos N-rGO apresentaram uma resistência de folha de aproximadamente 8,0x103 Ω / sq com 67% de transmitância em 550 nm e concentração de folha de 1,1x1015 (cm2) após os tratamentos térmicos realizados a baixas temperaturas.(400 °C) Esses resultados mostram que o rGO e o N-rGO são materiais promissores para aplicações em Eletrônica Orgânicas, como a fabricação de eletrodos transparentes e condutores, por exemplo. Graphene is a two-dimensional carbon-composed material with sp2 hybridization that has been extensively studied in the scientific community due to its excellent physical properties and potential technological applications. The oxidation and chemical exfoliation of graphite is generally used to prepare the graphene oxide (GO). In contrast to graphene, the surfaces and edges of the GO are modified with different oxygen groups, such as carboxylates, hydroxyls, carbonyls and epoxy. In this work, GO containing several carbonyl groups was synthesized through modifications of the Hummers method, for this it was used two oxidation processes. Highly stable aqueous dispersions of chemically reduced graphene oxide (rGO) were prepared using different concentrations of hydrazine hydrate as reducing agent. In addition, aqueous dispersions of GO were simultaneously reduced and doped with nitrogen (N-rGO) using chemical reagents and hydrothermal treatments in order to induce n-type doping in this material. Highly uniform thin films of rGO and N-rGO were made on glass substrates and subsequent heat treatments were done to improve their electrical and optical properties. These two materials (rGO and N-rGO), both film and solution, were characterized using different spectroscopic techniques (Raman, UV-VIS, FT-IR, EDS, etc.), and the results showed that GO aqueous solutions with high degree of oxidation and exfoliation were appropriately reduced and doped in order to obtain materials with optoelectronic properties to be applied in prototypes of organic devices. The best N-rGO thin film had a sheet resistance of approximately 8.0x103 Ω / sq with 67% transmittance at 550 nm and sheet concentration of 1.1x1015 (cm2) after thermal treatments performed at low temperatures. These results show that rGO and N-rGO are promising materials for different applications in organic electronics, such as the manufacture of transparent and conductive electrodes.

Submitted by Vitor Alexandre Maraldi (vitor.maraldi@unesp.br) on 2018-09-25T18:18:02Z No. of bitstreams: 1 VITOR ALEXANDRE MARALDI - DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PPGCM.pdf: 2617548 bytes, checksum: 63b9cbae1372330aed7477cb3f68209f (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-09-25T19:08:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 maraldi_va_me_ilha.pdf: 2617548 bytes, checksum: 63b9cbae1372330aed7477cb3f68209f (MD5) Made available in DSpace on 2018-09-25T19:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maraldi_va_me_ilha.pdf: 2617548 bytes, checksum: 63b9cbae1372330aed7477cb3f68209f (MD5) Previous issue date: 2018-08-23 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Este trabalho apresenta a preparação do óxido de grafeno (OG) através do Método de Hummers Modificado e subsequente modificação química de sua superfície com nanopartículas de pentacianonitrosilferrato(III) de cobre (OGCuNP). Os materiais obtidos foram caracterizados por diferentes técnicas, tais como: Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier, Espectroscopia Raman, Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Eletrônica de Transmissão e Difração de Raios-X. O OGCuNP foi caracterizado por Voltametria Cíclica, empregando um eletrodo de pasta de grafite. O voltamograma cíclico do OGCuNP exibiu dois pares redox bem definidos com potencial médio (Eθ’) de 0,27 V e 0,77 V, para o primeiro e segundo par redox, que foram atribuídos aos processos redox Cu(I)/Cu(II) e Cu(II)Fe(II)(CN)5NO/Cu(II)Fe(III)(CN)5NO, respectivamente. O eletrodo de pasta de grafite modificado com OGCuNP apresentou resposta eletrocatalítica à três substâncias, a saber: hidrazina, isoniazida e N-acetilcisteína. Para a eletro-oxidação catalítica da hidrazina, o eletrodo de pasta de grafite modificado com OGCuNP apresentou resposta linear com concentração em um intervalo de 1,0×10-5 a 5,0×10-3 mol L-1 de hidrazina, com limite de detecção de 1,58×10-6 mol L-1. O eletrodo modificado também exibiu atividade eletrocatalítica para isoniazida, nos picos anódicos I e II, apresentando limite de detecção de 6,93×10-5 mol L-1 e de 2,16×10-5 mol L-1, em uma faixa de concentração de 6,0×10-5 a 6,0×10-3 mol L-1 e 6,0×10-4 a 7,0×10-3 mol L-1 de isoniazida, respectivamente. Para a detecção de N-acetilcisteína, o eletrodo de pasta de grafite modificado com OGCuNP apresentou atividade eletrocatalítica apenas para o pico anódico II, com limite de detecção de 2,63×10-5 mol L-1 e intervalo de concentração de 5,0×10-4 a 6,0×10-3 mol L-1 de N-acetilcisteína. Realizou-se ainda uma investigação da influência dos principais interferentes na detecção eletrocatalítica dos analitos estudados, de forma que a interferência observada não mostrou-se significativa. Desta maneira, o complexo bimetálico formado inclui-se no rol dos materiais obtidos como potenciais candidatos para a construção de sensores eletroquímicos na detecção de hidrazina, isoniazida e N-acetilcisteína. This work presents the prepare of graphene oxide (OG) by the Modified Hummers Method, besides the chemical modification of its surface with nanoparticles of copper pentacyanonitrosylferrate(III) (OGCuNP). The materials obtained were characterized by different techniques, such as: Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Raman Spectroscopy, X-Ray Photoelectron Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy, Transmission Electron Microcopy and X-Ray Diffraction. The OGCuNP was characterize by the Cyclic Voltammetry technique, where the graphite paste electrode was used. The cyclic voltammogram of the OGCuNP exhibited two well-defined redox pairs with medium potential (Eθ’) 0,27 V and 0,77 V, for the first em second redox process, attributed to the redox processes of Cu(I)/Cu(II) and Cu(II)Fe(II)(CN)5NO/Cu(II)Fe(III)(CN)5NO, respectively. The graphite paste electrode modified with OGCuNP presented electrocatalytic response for three substances: hidrazine, isoniazide and N-acetylcysteine. For catalytic electro-oxidation of hidrazine, the grafite paste electrode modified with OGCuNP presented linear response in the concentration between 1,0×10-5 and 5,0×10-3 mol L-1 of hidrazine, with detection limit of 1,58×10-6 mol L-1. The modified electrode too exhibited electrocatalytic activity for isoniazide for the both anodic peaks I and II, and it presented detection limit of 6,93×10-5 mol L-1 and 2,16×10-5 mol L-1 in a concentration range of 6,0×10-5 to 6,0×10-3 mol L-1 and 6,0×10-4 to 7,0×10-3 mol L-1 of isoniazide, respectively. For the detecction of N-acetylcysteine, the graphite paste electrode modified with OGCuNP presented electrocatalytic activity only for the anodic peak II, with detection limit of 2,63×10-5 mol L-1 and concentration range of 5,0×10-4 to 6,0×10-3 mol L-1 of N-acetylcysteine. It still was investigated the influence of the main interferentes in the electrocatalytic detection of the analyzed analytes, so that the noticed interferences were not significant. By this way, the bimetallic complex formed is included in the list of materials obtained as potential candidates for the construction of electrochemical sensors in the hidrazine, isoniazide and N-acetylcysteine detection.

Submitted by Luciana Silva (lucianassaraujo@ufba.br) on 2021-08-05T18:17:06Z No. of bitstreams: 1 CRSITIANE GOMES ALMEIDA _Versão final de tese.pdf: 3360468 bytes, checksum: b3eefbe46c54669eaa6650d37a623163 (MD5) Approved for entry into archive by Solange Rocha (soluny@gmail.com) on 2021-08-18T19:04:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CRSITIANE GOMES ALMEIDA _Versão final de tese.pdf: 3360468 bytes, checksum: b3eefbe46c54669eaa6650d37a623163 (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-18T19:04:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CRSITIANE GOMES ALMEIDA _Versão final de tese.pdf: 3360468 bytes, checksum: b3eefbe46c54669eaa6650d37a623163 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Hidrogênio obtido a partir de água é um atrativo vetor energético visto que pode ser produzido por fontes renováveis e inesgotáveis, tais como energia solar, água e biomassa. Um novo processo baseado na fotólise da água com auxílio de semicondutores fotocatalíticos, agora aliado ao grafeno, que exibe propriedades estruturais, eletrônicas e de transporte de carga únicas, é considerado uma alternativa promissora. Nesse sentido, a atividade fotocatalítica de sistemas híbridos binários (GO-CdS e GO-Cd1-xZnxS) e ternários (Pt-GO-CdS e Pt-GO-Cd1-xZnxS) foi avaliada na geração de hidrogênio. Para tal, diferentes métodos de síntese, sonoquímico e térmico, foram empregados para preparar compósitos de CdS com óxido de grafeno (GO), bem como a inserção de zinco na estrutura de CdS em diferentes proporções também foi avaliada. Os resultados indicam que o óxido de grafeno (GO) é reduzido durante o tempo de indução da reação de geração de hidrogênio, formando RGO, que também atua como cocatalisador. Dos materiais avaliados, o melhor desempenho foi do compósito ternário obtido por via térmica, Pt(RGO/CdSTT), em função de maior cristalinidade do CdS hexagonal, maior dispersão do GO quando introduzido durante a síntese e maior eficiência no processo de fotorredução de GO a RGO. A combinação desses fatores resultou em um efeito sinérgico da platina com o óxido de grafeno reduzido como cocatalisadores, rendendo uma taxa de produção de hidrogênio de 651,6 µmol gcat-1h-1. A inserção de zinco na estrutura wurtzita de CdS melhorou a atividade fotocatalítica em relação ao CdS sonoquímico em mais de 20 vezes para o sistema binário, GO/SZ2, e cerca de 12 vezes para o sistema ternário, Pt(GO/SZ2). Neste caso, a melhor atividade fotocatalítica pode estar associada ao maior grau de oxidação do grafite (O/C = 1,72) na amostra GO/ZS2 (razão Cd:Zn:S 1:2:4), o que facilita o processo de esfoliação, resultando em menor número de lâminas empilhadas de óxido de grafeno. O tratamento térmico da amostra GO/SZ2 resultou em um aumento significativo da cristalinidade e elevação expressiva da atividade fotocatalítica, 386,65 µmol gcat-1h-1 para GO/SZ2TT e 463,68 µmol gcat-1h-1 para Pt(GO/SZ2TT), em relação à amostra GO/SZ2, 114,87µmol gcat-1h-1. Hydrogen obtained from water is an attractive vector of energy since it can be produced by renewable and inexhaustible sources such as solar energy, water and biomass. A new process based on water splitting assisted by photocatalytic semiconductors, now allied to graphene which exhibits unique structural, electronic and charge carrier properties, is considered a promising alternative. In this sense, the photocatalytic activity of binary (GO-CdS and GO-Cd1-xZnxS) and ternary (Pt-GO-CdS and Pt-GO-Cd1-xZnxS) hybrid systems was evaluated in the generation of hydrogen. For this, different methods of synthesis, sonochemical and thermal, were used to prepare composites with CdS and graphene oxide (GO), as well the insertion of zinc in the CdS structure in different ratios was also evaluated. The results indicate that graphene oxide (GO) is reduced during the induction time of the hydrogen generation reaction, yielding RGO, which also acts as a cocatalyst. Among evaluated materials, the ternary composite, Pt(RGO/CdSTT), obtained by thermal method, has exhibited the best performance, due to the higher crystallinity of hexagonal CdS, higher dispersion of GO when introduced during the synthesis and higher efficiency in the photoreduction process of GO to RGO. The combination of these factors resulted in a synergistic effect of platinum with reduced graphene oxide as cocatalysts, yielding a hydrogen production rate of 651.6 μmol gcat -1h-1. The zinc insertion in the CdS wurtzite structure has improved the photocatalytic activity with respect to the sonochemical CdS by more than 20 times for the binary system, GO/SZ2, and about 12 times for the ternary system, Pt(GO/SZ2). In this case, the best photocatalytic activity may be associated to the higher degree of graphite oxidation (O/C = 1.72) in the GO/ZS2 sample (Cd:Zn:S ratio 1:2:4), which facilitates the exfoliation process, resulting in fewer stacked graphene oxide sheets. The heat treatment of the GO/SZ2 sample resulted in a significant increase of the crystallinity as well as expressive increase in the photocatalytic activity, 386.65 µmol gcat -1h-1 for GO/SZ2TT and 463.68 µmol gcat -1h-1 for Pt(GO/SZ2TT), in relation to the sample GO/SZ2, 114.87 µmol gcat-1h-1.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Bottled mineral water is a widely consumed product in Brazil because it is considered a reliable source of drinking water. On the other hand, there is the great use of pesticides, which can reach and contaminate groundwater, the main source of mineral water. The present research had the objective of developing a method for the determination of residues of pesticides in bottled mineral water, using the technique of solid phase extraction with alternative adsorbent to the base of graphene oxide and liquid chromatography/mass spectrometry. For that, tests were performed to optimize the instrumental and extraction conditions for the analysis of 6 pesticides (alachlor, atrazine, carbaryl, carbofuran, pyrimicarb and endosulfan sulfate). The analytes were extracted with graphene oxide and a mixture of methanol and acetonitrile, presenting satisfactory recovery values (76 ± 1.6 and 100 ± 2.4%) in a concentration range of 0.5 to 2.5 μg L-1. In optimal conditions good linearity and sensitivity were obtained in a range of 1 to 1000 μg L-1 with determination coefficients above 0.99. The relative standard deviations for triplicate determinations were less than 12% and the limits of detection and quantification were in the range of 0.0003-0.017 μg L-1 0.001-0.05 μg L-1, respectively. The proposed method was applied in the determination of pesticides residues in bottled mineral water produced in Sergipe. A água mineral engarrafada é um produto largamente consumido no Brasil por ser considerada fonte confiável de água potável. Em contrapartida, há o grande uso de agrotóxicos, que podem atingir e contaminar águas subterrâneas, principal fonte de água mineral. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um método para determinação de resíduos de agrotóxicos em água mineral engarrafada, utilizando a técnica de extração em fase sólida com adsorvente alternativo a base de óxido de grafeno e cromatografia líquidaespectrometria de massas. Para tanto, foram realizados testes para otimizar as condições instrumentais e de extração para análise de 6 agrotóxicos (alacloro atrazina, carbaril, carbofurano, pirimicarbe e sulfato de endosulfam). Os analitos foram extraídos com óxido de grafeno e uma mistura de metanol e acetonitrila, apresentando valores de recuperação satisfatórios (76±1,6 e 100±2,4%) em um intervalo de concentração 0,5 a 2,5 μg L-1. Sob condições ótimas foi obtida boa linearidade e sensibilidade em um intervalo de 1 a 1000 μg L-1 com coeficientes de determinação superiores a 0,99. Os desvios padrão relativos para determinações em triplicata foram inferiores a 12% e os limites de detecção e quantificação ficaram no intervalo de 0,0003–0,017 μg L-1 0,001–0,05 μg L-1, respectivamente. O método proposto foi aplicado na determinação de resíduos de agrotóxicos em água mineral engarrafada produzida em Sergipe. São Cristóvão, SE

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Amostras de óxido de zinco (ZnO) e dióxido de titânio (TiO2) puro e nanocompósitos de rGO-ZnO, rGO-TiO2 e rGO-TiO2-ZnO foram preparadas por meio do método hidrotérmico de micro-ondas (HM). Em condições hidrotérmicas de micro-ondas, pode-se observar que houve a redução do óxido de grafeno (GO) para o óxido de grafeno reduzido (rGO). Imagens de MEV mostraram que em todas as amostras de nanocompósitos, as nanopartículas dos óxidos estão bem dispersas nas folhas do rGO. A espectroscopia Raman apresentou os modos vibracionais ativos da estrutura wurtzita do ZnO, GO e anatase do TiO2 confirmando a obtenção dos compósitos de rGO-ZnO, rGO-TiO2 e rGO-TiO2-ZnO. Foi observado que os valores de band gap dos nanocompósitos diminuíram em relação ao óxidos puros. Os nanocompósitos de rGO-TiO2 e 16rGO-TiO2-ZnO contendo maior quantidade de rGO apresentaram dois valores de band gap relacionados à formação de ligações químicas entre Ti-O-C. A introdução do GO na estrutura promoveu uma diminuição da intensidade da emissão fotoluminescente em comparação com os óxidos puros, sugerindo que a transferência de elétrons dos óxidos para as folhas de rGO diminuiu a recombinação eletrônica nos nanocompósitos. Os filmes dos nanocompósitos apresentaram alta densidade de corrente e boa estabilidade frente a evolução de moléculas de oxigênio, resultantes da interação eletrônica entre as nanopartículas de ZnO e TiO2 com as folhas de rGO. A presença de rGO nos nanocompósitos aumentou a separação de carga nos pares elétron/buraco, promovendo um maior efeito eletrocatalítico na oxidação das moléculas de água. Nanopartículas de CoOx@NC foram sintetizadas com sucesso pelo tratamento térmico do precursor de Co(TCNQ)2 a diferentes temperaturas de calcinação. Os resultados de DRX mostraram a possível formação de uma mistura das fases cúbica de CoO e do tipo espinélio de Co3O4. As imagens de microscopia revelaram que as nanopartículas de cobalto estão distribuídas homogeneamente nas estruturas de haste de carbono. O nanocompósito CoOx@NC obtido a 400 °C exibiu a melhor atividade catalítica para a evolução de oxigênio e de hidrogênio no meio alcalino, com alta estabilidade e alta densidade de corrente atribuída ao efeito sinérgico da matriz de carbono e do óxido de cobalto. Samples of pure ZnO and TiO2 and nanocomposites of rGO-ZnO, rGO-TiO2 and rGO-TiO2-ZnO were successfully prepared by microwave assisted hydrothermal method. In microwave hydrothermal conditions, the reduction of graphene oxide (GO) to reduced graphene oxide (rGO). FE-SEM images showed that the nanoparticles become well dispersed on the rGO sheets. The Raman spectroscopy showed the active vibrational modes of the ZnO, GO and TiO2 anatase wurtzite structure, confirming the obtaining of the nanocomposites of rGO-ZnO, rGO-TiO2 and rGO-TiO2-ZnO. In relation to the band gap value of the pure ZnO and TiO2, the band gap values of the nanocomposites decreased. The nanocomposites of rGO-TiO2 and 16rGO-TiO2-ZnO containing greater amount of rGO showed two band gap values, which may be related to the formation of chemical bonds between Ti-O-C. The introduction of GO promoted a decrease in the intensity of photoluminescence emission compared to pure oxides, suggesting that the transfer of electrons from the oxides to the rGO sheets decreases the electron recombination in the nanocomposites. The resulting nanocomposites exhibited high current density and stability which were resulted from the electronic interaction between the ZnO and TiO2 nanoparticles with the rGO sheets. The presence of rGO in the nanocomposites increased the charge separation of the electron hole-pair, resulting in a greater electrocatalytic effect in the water oxidation. In addition to these results, small CoOx@NC nanoparticles was successfully synthesized by thermal treatment of Co(TCNQ)2 at different calcination temperatures. The results of XRD showed the possible formation of a mixture of phases related to the cubic CoO structure and to the spinel-type Co3O4 phase. The microscopy images revealed that cobalt nanoparticles were homogeneously distributed in the carbon rod structures. The CoOx@NC nanocomposite obtained at 400°C exhibited the higher activity for oxygen evolution reaction and hydrogen evolution reaction in alkaline media, with high stability and current density attributed to the synergistic effect of the carbon matrix and cobalt oxide. Tese (Doutorado)

Submitted by KELY SILVEIRA BONFIM null (kely_bonfim@hotmail.com) on 2018-04-03T11:29:36Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Kely S Bonfim REPOSITÓRIO.pdf: 21420988 bytes, checksum: 96c7e94b56ac3b3bb0da89a1467d1409 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-04-03T13:03:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bonfim_ks_me_ilha.pdf: 21420988 bytes, checksum: 96c7e94b56ac3b3bb0da89a1467d1409 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-03T13:03:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bonfim_ks_me_ilha.pdf: 21420988 bytes, checksum: 96c7e94b56ac3b3bb0da89a1467d1409 (MD5) Previous issue date: 2018-03-02 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O óxido de grafeno (OG) pertence a uma nova classe de materiais cristalinos bidimensionais que tem se destacado no campo científico inter e multidisciplinar, devido a propriedades especiais, que possibilitam a sua aplicação em nanomembranas, supercapacitores, biossensores, liberação controlada de fármacos; entre outros. A sua estrutura consiste em uma camada individual de grafeno ornamentada com grupos funcionais oxigenados que permitem que o óxido de grafeno seja modificado quimicamente com diversas moléculas, átomos ou íons metálicos, podendo resultar em um excelente sensor eletroquímico. Em vista disso, o presente trabalho descreve a modificação química do óxido de grafeno com o dendrímero PAMAM G.0 (OGP) e posterior reação com hexacianoferrato (II) e (III) de potássio e nitrato de cério (III) para aplicação eletroanalítica. Os materiais híbridos formados (OGPH(II)Ce e OGPH(III)Ce) foram caracterizados por diferentes técnicas, tais como: Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios-X (XPS), Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX), Microscopia Eletrônica de varredura (MEV) e Difração de Raios-X (DRX). Como aplicação eletroanalítica, os mesmos foram empregados com sucesso na eletro-oxidação catalítica de Ácido Ascórbico e Dopamina, utilizando para tal finalidade o eletrodo de pasta de grafite e a técnica de voltametria cíclica. O eletrodo de pasta de grafite modificado com OGPH(II)Ce apresentou duas regiões lineares para a eletro-oxidação catalítica do Ácido Ascórbico, sendo que a primeira região apresentou um limite de detecção (LD) de 2,14×10-7 mol L-1 e sensibilidade amperométrica (S) de 43,68 mA/mol L-1; para a segunda região, o LD foi de 2,29×10-6 mol L-1 e a S = 12,73 mA/mol L-1. O mesmo material também apresentou resposta favorável para a Dopamina, com LD = 4,09×10-7 mol L-1 e S = 195,28 mA/mol L-1 para a primeira região; LD = 1,39×10-6 mol L-1 e S = 25,10 mA/mol L-1 para a segunda região. Os resultados obtidos para o segundo material (OGPH(III)Ce) para detecção de Ácido Ascórbico, apresentaram LD = 1,37×10-7 mol L-1 e S = 78,43 mA/mol L-1 para a primeira região, LD = 4,10×10-6 mol L-1 e S = 16,55 mA/mol L-1 para a segunda região; além da detecção de Dopamina com LD = 6,62×10-7 mol L-1 e S = 85,26 mA/mol L-1. Desta forma, os materiais híbridos formados, incluem-se no rol dos materiais obtidos como potenciais candidatos para a construção de sensores eletroquímicos na detecção de Ácido Ascórbico e Dopamina. Graphene oxide (GO) belongs to a new class of two-dimensional crystalline materials that has excelled in the inter and multidisciplinar scientific field due to special properties that enables its apllication in nanomembranes, supercapacitors, biosensors, drug releaser; among others. Its strutcture consists on an individual layer of ornate graphene with oxygenated functional groups that allow the graphene oxide to be chemically modified with several molecules, atoms or metallic ions, which can result in an excellent electrochemical sensor. Therefore, the present work describes the chemical modification of the graphene oxide with the PAMAM G.0 (GOP) dendrimer and subsequent reaction with potassium hexacyanoferrate (II) and (III) and cerium nitrate (III) for electroanalytical application. The hybrid materials formed (GOPH(II)Ce and GOPH(III)Ce) were characterized by different techniques, such as: X Rays Photoelectron Spectroscopy (XPS), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X- rays Spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD). As an electroanalytical application, the same were successfully used in the catalytic electro-oxidation of Ascorbic Acid and Dopamine, using for this purpose the graphite paste electrode and the cyclic voltammetry technique. The graphite paste electrode modified with GOPH(II)Ce presented two linear regions for the catalytic electro-oxidation of Ascorbic Acid, wherein the first region presented a detection limit (DL) of 2,14×10-7 mol L-1 and amperometric sensitivity (S) of 43,68 mA/mol L-1; for the second region the DL was of 2,29×10-6 mol L-1 and the S = 12,73 mA/mol L-1. The same material also presented a favorable response for Dopamine, with DL= 4,09×10-7 mol L-1 and S = 195,28 mA/mol L-1 for the first region; DL = 1,39×10-6 mol L-1 and S = 25,10 mA/mol L-1 for the second region. The results obtained for the second material (GOPH(III)Ce) for ascorbic acid detection, presented DL= 1,37×10-7 mol L-1 and S = 78,43 mA/mol L-1 for the first region, DL = 4,10×10-6 mol L-1 and S = 16,55 mA/mol L-1 for the second region; besides of Dopamine detection with DL = 6,62×10-7 mol L-1 and S = 85,26 mA/mol L-1. In this way, the hybrid materials formed are included in the list of materials obtained as potential candidates for the construction of electrochemical sensors in the ascorbic acid and dopamine detection.

RESUMO Neste trabalho foram preparadas dispersões aquosas de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO), em diferentes tempos de oxidação, com o objetivo de verificar a influência do tempo de oxidação em relação às características das folhas (flakes) finais. As dispersões de GO foram preparadas pelo método de Hummers modificado utilizando os seguintes tempos de oxidação: 4 h; 1 dia; 3 dias; 7 dias e 10 dias. Em seguida, as dispersões de GO foram submetidas ao tratamento de redução com ácido ascórbico, obtendo-se o rGO. As caracterizações das amostras foram realizadas por meio das análises de espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios X (DRX). A espectroscopia Raman mostrou a variação da relação de intensidade entre as bandas D e G (ID/IG) à medida que o tempo de oxidação foi aumentado. A análise de XPS exibiu a alteração dos percentuais de carbono (C) e oxigênio (O). Através de análise no MEV foi correlacionada a morfologia dos flakes com o aumento do tempo de oxidação. E por fim, com o auxílio de DRX, foi verificada a variação da distância interplanar. ABSTRACT In this work aqueous dispersions of graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO) were prepared in different oxidation times in order to verify the influence of the oxidation time on the characteristics of the final flakes. GO dispersions were prepared by the modified Hummers method, using the following oxidation times: 4 h; 1 day; 3 days; 7 days and 10 days. Afterwards the dispersions of GO were subjected to the reduction treatment with ascorbic acid, obtaining the rGO. Samples were characterized by Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). Raman spectroscopy showed the variation of the intensity ratio between the D and G bands (ID / IG) as the oxidation time was increased. The XPS analysis indicated the alteration of the percentages of carbon (C) and oxygen (O). The SEM analysis correlated the morphology of the flakes with the increase of the oxidation time. Finally, with the aid of XRD, the variation of the interplanar distance was verified.

Orientador: Patrícia Prediger Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia Resumo: Um dos maiores desafios da atualidade, resultante das mudanças climáticas e do crescimento populacional, é garantir água potável para o funcionamento de todo ecossistema. Neste contexto, o óxido de grafeno (GO) surge como um potencial agente adsorvente de poluentes em soluções aquosas. Com o intuito de potencializar a capacidade de adsorção do GO, planejou-se a inserção de grupos funcionais coordenantes, como o polietilenoglicol (PEG) através da reação de graftização com sais de diazônio, para obter o GO-PEG. As sínteses de GO, óxido de grafeno reduzido (rGO) e GO-PEG foram realizadas, juntamente das respectivas caracterizações para determinação das estruturas e composição dos nanomateriais. Experimentos envolvendo a remoção dos surfactantes TX-100 e DTAB foram otimizados variando-se aspectos como: tempo, massa do nanomaterial, temperatura, pH, quantidade de surfactante e tempo de ultrassom. Também foram realizados testes de adsorção utilizando o rGO para a remoção do inseticida lambda-cialotrina seguido de teste de ecotoxicidade utilizando Daphnia similis para avaliar o potencial de remoção. Durante o estágio na Universidade de Coimbra foi realizada a síntese e as caracterizações de um derivado de GO contendo unidades altamente coordenantes de nitrogênio, o rGO-clorina Abstract: Nowadays one of the greatest challenges, resulting from climate change and population growth, is to guarantee the supply of drinking water to the population. In this contexto, graphene oxide (GO) appears as a potential adsorbent agente for pollutants in aqueous solutions. In order to potentiate the adsorption capacity of GO, it was plenned the insertion of coordinating functional groups, such as polyethylene glycol (PEG) through the graphitization reaction with diazonium salts, to obtain GO-PEG. The synthesis of GO, reduced graphene oxide (rGO) and GO-PEG were performed togheter with the respective characterizations for determination of the structures and composition of the nanomaterials. Tests involving the removal nanomaterial mass, temperature, pH, amount of surfactant and ultrasound time. Adsorption tests were also performed using rGO for removal of the lambda-cyhalothrin insecticide followed by ecotoxicity test using Daphnia similis to evaluate the removal potential. During the stage at the University of Coimbra, the synthesis and characterization of a derivative of GO containing highly coordinating units of nitrogen, rGO-chlorine, was performed Mestrado Ambiente Mestra em Tecnologia Funcamp 519.292-1

Orientadores: Oswaldo Luiz Alves, Selma Giorgio Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O óxido de grafeno (GO) é um nanomaterial de carbono bidimensional produzido a partir da oxidação do grafite e representa uma excelente plataforma para carreamento de nanopartículas de prata (AgNPs). Estudos prévios demonstraram que o nanomaterial híbrido, GOAg, apresenta excelente atividade antibacteriana, no entanto, o sucesso da translação deste nanocompósito para a medicina e sua futura regulamentação dependem de informações como o seu perfil toxicológico. Assim, o objetivo deste trabalho foi utilizar macrófagos murinos de linhagem (J774) e macrófagos primários obtidos do peritônio de camundongos BALB/c, como modelos de estudo na avaliação toxicológica do nanocompósito. Este objetivo foi alcançado após a síntese e caracterização dos nanomateriais, avaliação da sua interação com os macrófagos e citotoxicidade, bem como a investigação do seu potencial inflamatório. O efeito da ativação dos macrófagos foi observado na inflamação, na toxicidade dos nanomateriais e na produção de espécies reativas de nitrogênio (NOx). A toxicidade do nanocompósito GOAg foi mais elevada quando comparada com os nanomateriais pristinos. A toxicidade foi dose- e tempo-dependentes tanto para os macrófagos de linhagem, quanto para os macrófagos primários, e as IC50 obtidas estiveram dentro do limite de ação observado para inativação de bactérias. Apesar da citotoxicidade observada, o nanocompósito apresentou características importantes para aplicações em nanomedicina. Por exemplo, as células foram capazes de internalizar o nanocompósito, e este não apresentou potencial inflamatório nas condições avaliadas. O microambiente inflamatório, após a ativação dos macrófagos primários, não elevou a produção de citocinas inflamatórias e/ou anti-inflamatórias e também não interferiu na produção de NOx após exposição ao GOAg. Sugerimos alternativas para o aprimoramento do nanocompósito que poderão contribuir para o desenvolvimento de nanomateriais antibacterianos à base de GO e de nanopartículas metálicas. Por fim, esta Tese esteve alinhada com dois importantes conceitos estabelecidos pela Comunidade Europeia: "Safe-by-Design" e "Science to regulation" que enfocam tanto as boas práticas nos estudos envolvendo nanotecnologias, como a avaliação de risco para minimizar os impactos para a saúde humana Abstract: Graphene oxide (GO) is a two-dimensional carbon nanomaterial obtained from graphite exfoliation and it is an excellent platform for carrying silver nanoparticles (AgNPs). Previous studies demonstrated that the hybrid nanomaterial GOAg presented high antibacterial activity. However, the successful translation of this nanomaterial into medicine and its future regulation depends on critical information about its toxicological profile. Therefore, the aim of this work was to evaluate the toxicity of the GOAg nanocomposite using murine macrophages (J774), and primary macrophages obtained from BABL/c mice peritoneum. This task was accomplished after nanomaterials synthesis and characterization, studying of nanomaterial-cell interaction and their cytotoxicity, and investigate the inflammogenic potential. The role of the inflammatory microenvironment in the inflammogenicity, production of nitrogen oxide species (NOx) and toxicity of GOAg was evaluated as well. The GOAg nanocomposite presented higher toxicity when compared to the pristine nanomaterials. The nanocomposite toxicity was dose- and time-dependent for both macrophages and the obtained IC50 were within the concentrations used for bacteria inactivation. Despite the observed cytotoxicity, GOAg nanocomposite presented important characteristics for nanomedicine applications. For instance, cells were able to internalize the nanocomposite and it has not presented inflammatory potential in the evaluated conditions. The inflammatory microenvironment, after primary macrophages activation, has not enhanced the toxicity and inflammogenicity of GOAg, as well as it has not interfered with the ability of those cells to produce NOx. We suggested alternatives for improvement of the GOAg nanocomposite that may contribute for the safer development of antibacterial nanomaterials based on GO and metallic nanoparticles. Finally, this thesis was aligned with two important concepts established by the European Community: "Safe-by-Design" and "Science to regulation" that focus on both good practices in studies involving nanotechnologies and risk assessment to minimize the impacts to human health Doutorado Biologia Celular Doutor em Biologia Celular e Estrutural CNPQ 140560/2014-9

Orientador: Prof. Dr. Eudes Eterno Fileti Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, Santo André, 2018.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Na presente tese foram desenvolvidas três plataformas para a construção de biossensores visando o diagnóstico molecular da hepatite C, hepatite B e artrite reumatoide, por técnicas eletroquímicas, ópticas e microscópicas, usando amostras reais. Os genossensores para hepatites C e B foram desenvolvidos sobre a superfície de um eletrodo de ouro modificado com nanomateriais, sendo esses o óxido de grafeno e o óxido de grafeno reduzido, respectivamente. Em todos os biossensores propostos a interação da sonda com o alvo foi efetivamente verificada pelas diferentes técnicas. No caso do genossensor para hepatite C, o óxido de grafeno foi modificado quimicamente com etilenodiamina e apresentou limites de detecção e quantificação de 1:483 (v/v) e 1:145 (v/v), respectivamente, usando amostras de soro de pacientes positivos. A interação da sonda específica do HCV: gRNA causou uma redução na amplitude de resposta de corrente de cerca de 2,9 vezes quando comparada ao controle negativo, usando a VPD. O genossensor para a hepatite B a sonda foi imobilizada sobre eletrodo de ouro contendo óxido de grafeno reduzido, ouro descoberto e nanoparticulas de ouro. A análise usando VPD indica que a adição de DNA genômico de HBV provocou um aumento de cerca de 1,4 vezes na amplitude de corrente de pico quando comparado ao controle negativo. Em adição, análises de SPR mostraram que as amostras positivas de HBV resultaram em uma alteração de cerca de 15 vezes em comparação com as amostras negativas. No biossensor desenvolvido para o diagnóstico da artrite reumatoide foi utilizado um eletrodo de grafite modificado com um filme poli(3-hidroxibenzóico), no qual foi imobilizado um peptídeo mimético que reconhece o anticorpo anti-CAIII. O sensor mimético desenvolvido permitiu a distinção entre amostras positivas e negativas para a artrite reumatóide, uma vez que apresentou uma diminuição expressiva no sinal de corrente de cerca de 2,2 vezes, quando comparado ao soro negativo. Assim, foi possível desenvolver plataformas analíticas, seletivas e específicas fornecendo novas abordagens para o diagnóstico clínico e aplicações point-of-care para o monitoramento de doenças inflamatórias e infecciosas. In the present thesis, three biosensing platforms aiming the molecular diagnosis of hepatitis C, hepatitis B and rheumatoid arthritis were developed by electrochemical, optical and microscopic techniques using real samples. The genosensors for the diagnosis of hepatitis C and B were developed on a gold electrode modified with nanomaterials, being these graphene oxide and reduced graphene oxide, respectively. In all proposed biosensors the interaction of the probe with the target was effectively verified by the different techniques. In the case of the genossensor for hepatitis C, graphene oxide was chemically modified with ethylenediamine and showed limits of detection and quantification of 1:483 (v/v) and 1:145 (v/v), respectively, using serum samples from positive patients. The interaction of the HCV probe and the gRNA caused a reduction in current response amplitude of about 2.9 fold as compared to the negative control, using the DPV. The genossensor for hepatitis B probe was immobilized on a gold electrode containing reduced graphene oxide, gold disks and gold nanoparticles. Analysis using DPV indicates that the addition of HBV gDNA caused an increase of about 1.4 times in peak current amplitude, when compared to the negative control. In addition, SPR analyzes showed that positive samples of HBV resulted in a change of about 15- fold compared to negative samples. In the biosensor developed for the diagnosis of rheumatoid arthritis, a graphite electrode modified with a poly (3-hydroxybenzoic) film was used, in which a mimetic peptide that recognizes the anti-CAIII antibody was immobilized. The developed mimetic sensor allowed the distinction between positive and negative samples for rheumatoid arthritis, since it presented an decrease in the current signal of about 2.2 times, when compared to the negative serum. Thus, it was possible to develop analytical, selective and specific platforms, providing new approaches for clinical diagnosis and point-of-care applications, for the monitoring of inflammatory and infectious diseases. Tese (Doutorado)

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T19:04:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Quimica Fernanda de Oliveira Cordeiro.pdf: 3938181 bytes, checksum: 0f1cf1a21e29c7d88d0d9e763fecd71b (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-07T19:04:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Quimica Fernanda de Oliveira Cordeiro.pdf: 3938181 bytes, checksum: 0f1cf1a21e29c7d88d0d9e763fecd71b (MD5) Previous issue date: 2017-03-15 The aim of this work was the production of compound membranes formed by thin dense skin obtained from poli(urethane-urea)s aqueous dispersions (WPUU) and respective nanocomposites (NWPUU), based on graphene oxide (OG), applied on a commercial support of polyethersulphone (PES). In order to form dense skins, a portable apparatus was developed with the possiblity of velocity control so as to provide reproducible and comparable application of the dispersions on the support. Previously synthesized aqueous dispersions based on poly(propylene glycol) (PPG), hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB), dimethylolpropionic acid (DMPA), isophoronediisocyanate (IPDI) and hydrazine (as chain extender) with and without graphene oxide (OG) were tested. The apparatus was adjusted and the systematic application error was determined by employing the lowest speed in the tests with different dilutions of the dispersions. By scanning electronic microscopy (SEM), the quality of the compound systems was observed. The hydraulic permeability was determined in dense skins with variations in composition. The capacity of the compound membranes to retain water-soluble salts, as sodium chloride (NaCl), magnesium chloride (MgCl2) and magnesium sulphate (MgSO4), beyond the removal capacity of the endocrine disruptor bisphenol-A (BPA) was around 40% O escopo deste trabalho foi a obtenção de membranas compostas formadas por pele densa obtida a partir de dispersões aquosas de poli(uretano-ureia)s aplicadas em membrana comercial à base poli(éter sulfona) (PES). Para a formação de peles densas foi desenvolvido um aparato portátil com velocidade controlada que proporcionasse a aplicação reprodutível das dispersões nos suportes, formando sistemas compostos com superfícies as mais homogêneas possíveis. Diferentes formulações de dispersões aquosas, previamente sintetizadas, à base de poli(glicol propilênico) (PPG), polibutadieno líquido hidroxilado (HTPB), ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina (como extensor de cadeia) e seus nanocompósitos com óxido de grafeno (NWPUU) foram testadas. O aparato de aplicação foi desenvolvido e ajustado e o erro sistemático na aplicação das dispersões, previamente diluídas, nos suportes foi determinado em velocidade constante. A morfologia superficial dos sistemas compostos obtidos foi acompanhada por microscopia eletrônica de varredura (SEM). A permeabilidade hidráulica foi avaliada em membranas cuja pele densa apresentava variações na composição, pelos diferentes teores de DMPA e pelo uso de PPG de massas molares médias distintas. Em seguida, foi testada a capacidade do sistema em reter sais solúveis em água, como o cloreto de sódio (NaCl), o cloreto de magnésio (MgCl2) e o sulfato de magnésio (MgSO4), além da capacidade de remoção do desregulador endócrino bisfenol-A (BPA), contaminante comum presente em água potável. Os resultados indicaram que houve baixa rejeição salina e que a remoção de bisfenol-A, foi da ordem de 40%

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Nesta tese exploramos a síntese e a caracterização de óxido de grafeno (GO) para aplicações em Eletrônica Orgânica, usando as modificações do método de Hummers. Filmes finos contendo nanofolhas de GO foram preparados usando a técnica de deposição por sprayer, e posteriormente reduzidos usando uma combinação de tratamentos químicos e térmicos. Geralmente, filmes de alta qualidade são obtidos usando tratamentos térmicos à aproximadamente 1000 °C, enquanto que a temperatura máxima de tratamento térmico empregada neste trabalho foi de 400 °C, por ser uma condição mandatória quando pretendemos produzir dispositivos orgânicos sobre substratos de vidro. Para atingir este nível de baixas temperaturas, duas etapas de oxidação foram empregadas durante a síntese do GO, a fim de permitir a formação de grupos funcionais carbonila ao invés funcionalização com epoxi. Cada amostra de GO foi estruturalmente e quimicamente analisada usando espectroscopia de absorção no infravermelho (ATR-FTIR), difração de raios-x (XRD), espectroscopia de absorção no ultravioleta-visível (UV-VIS), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-x (XPS) e microscopia de força atômica (AFM). Os filmes finos condutores de GO exibiram uma resistência de folha de 3.2x103 Ω/□ e transmitância de 80% em 550 nm. Além disso, as análises de espectroscopia Raman, difração de raios-x e AFM mostraram que os filmes química e termicamente reduzidos (th-r-GO) são compostos por mono e bicamadas de nanofolhas de GO com uma baixa rugosidade. Estes filmes foram empregados como anodos transparentes em dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs). Os filmes finos de GO também foram usados como camada transportadora de buracos (HTL) em dispositivos fotovoltaicos. Surpreendentemente, observamos um aumento de 20% na eficiência destes dispositivos em relação aos fabricados usando PEDOT:PSS como camada HTL. A melhoria na performance foi atribuída à composição estequiométrica observada no GO preparado usando a rota descrita neste trabalho. In this thesis, we explore the synthesis and characterization of graphene oxide (GO) for Organic Electronic applications using the modified Hummers’ method. GO nanosheets thin films were obtained using the sprayer technique deposition and were further reduced using a combination of chemical and thermal treatments. High-quality films are normally obtained with thermal treatment at temperatures about 1000 °C, while the highest temperatures employed during the thermal treatment in this work were as low as 400 °C, which is a mandatory condition when dealing with organic electronic devices on glass substrates. To reach such a low thermal treatment, a two-step oxidation process was employed in order to allow the formation of carbonyl chemical groups rather than epoxy functionalization. Each GO sample was structurally and chemically analyzed by infrared spectroscopy (ATR-FTIR), x- ray diffraction (XRD), ultraviolet-visible absorption spectroscopy (UV-VIS), thermogravimetric analysis (TGA), Raman spectroscopy, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy (AFM). The GO conducting thin films exhibited a sheet resistance of 3.2x103 ohm/sq as well as a high transmittance: up to 80% at 550 nm. Furthermore, Raman spectroscopy, xray diffraction and AFM show that the thermally reduced thin films are mainly composed of single and bilayer GO nanosheets with a very low average roughness. These thin films have been employed as transparent anodes in organic light emitting diodes (OLEDs). Also, GO thin films were used as hole transport layer (HTL) in organic photovoltaic devices. Surprisingly, we observed an increase of 20% in the efficiency of the devices compared with those fabricated using PEDOT:PSS as HTL. The increase in the performance was attributed to the stoichiometric composition observed on the as prepared GO using the route described in this work.

Submitted by Juliana Moreno de Paiva null (paivajm@yahoo.com.br) on 2017-02-23T16:49:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação final_Juliana Moreno de Paiva.pdf: 3440402 bytes, checksum: a7fed323435db2eb2e994c79745e0ec5 (MD5) Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-03-02T17:08:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 paiva_jm_me_araiq_parc.pdf: 749079 bytes, checksum: 737c887a17ff40726a5e32693387374d (MD5) Made available in DSpace on 2017-03-02T17:08:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paiva_jm_me_araiq_parc.pdf: 749079 bytes, checksum: 737c887a17ff40726a5e32693387374d (MD5) Previous issue date: 2017-02-09 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) As terapias fotodinâmica e fototérmica vêm sendo desenvolvidas de forma a oferecer melhores e mais baratas alternativas no tratamento de câncer. Os principais desafios na utilização destas técnicas estão na obtenção de novos materiais fototérmicos e fotosensibilizadores que absorvam no mesmo comprimento de onda. Neste contexto, este trabalho desenvolveu um material com este potencial. Para isso foi escolhido como base o óxido de grafeno devido suas propriedades hidrofílica e atóxica, boa estabilidade térmica, capacidade de absorção de luz e possibilidade de funcionalização. Nanopartículas de óxido de ferro magnéticas, floresceína o-metacrilato e o Verteporfin foram ligados em sua superfície trazendo novas características como a possibilidade do uso como agente de contraste no diagnóstico por ressonância magnética nuclear e terapia fotodinâmica. Para isso, estratégia de síntese foi feita em quatro etapas: síntese do óxido de grafeno, óxido de grafeno magnético, óxido de grafeno magnético fluorescente e óxido de grafeno magnético fluorescente com fotossenssibilizador. Na primeira etapa empregou-se o método de Hummers modificado para obtenção do óxido de grafeno pela oxidação e esfoliação do grafite. Em seguida, nanopartículas de óxido de ferro magnético foram imobilizadas em sua superfície pelo método de coprecipitação simples. A propriedade de fluorescência foi então inserida pela ancoragem da fluoresceína o-metacrilato juntamente com o ácido acrílico (AA), persulfato de amônio e bissulfito de sódio. Por fim, o óxido de grafeno foi funcionalizado com o fotossenssibilizador Verteporfin por uma reação de transesterificação. A fim de verificar o caráter físico-químico e estrutural dos intermediários e produtos finais de cada etapa foram utilizadas técnicas de caracterização, como microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (FEG-MEV), difratometria de raios X (DRX), espectroscopia RAMAN, espectroscopia na região do ultravioleta/visível (UV-Vis), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de fluorescência, potencial zeta e espalhamento dinâmico de luz (DLS). A partir dos resultados obtidos, verificou-se que o material obtido tem potencial teranóstico multifuncional com propriedades advindas do óxido de grafeno magnético modificado para aplicações nas terapias fototérmicas e fotodinâmicas. Photodynamic and photothermal therapies have been developed in order to offer better and cheaper alternatives in cancer treatment. The main challenges in the use of these techniques are in obtaining new photothermal and photosensitizers materials that absorb at the same wavelength. In this context, this work has developed a material with this potential. For this, graphene oxide was chosen as the base due to its hydrophilic and nontoxic properties, good thermal stability, light absorbing capacity and possibility of functionalization. Magnetic iron oxide nanoparticles, fluorescein o-methacrylate and Verteporfin were linked on their surface bringing new features such as the possibility of use as a contrast agent in the diagnosis by nuclear magnetic resonance and photodynamic. For this, the synthesis strategy was done in four steps: synthesis of graphene oxide, magnetic graphene oxide, fluorescent magnetic graphene oxide and fluorescent magnetic graphene oxide with photosensitizer. In the first step, the modified Hummers method was used to obtain graphene oxide by the oxidation and exfoliation of graphite. Next, nanoparticles of magnetic iron oxide were immobilized on their surface by the simple co-precipitation method. The fluorescence property was then inserted by fluorescein o-methacrylate anchoring along with acrylic acid (AA), ammonium persulfate and sodium bisulfite. Finally, the graphene oxide was functionalized with the Verteporfin photosensitizer by a transesterification reaction. In order to verify the physical-chemical and structural character of the intermediates and final products of each step, characterization techniques were used, such as high-resolution scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometry (XRD), RAMAN spectroscopy, Ultraviolet/visible spectroscopy (UV-Vis), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), fluorescence spectroscopy, zeta potential and dynamic light scattering (DLS). From the obtained results, it was verified that the material obtained has a multifunctional thermostatic potential with properties derived from modified magnetic graphene oxide for photothermal and photodynamic therapies.

A síntese de novos materiais e a formação de novas estruturas com características e propriedades específicas são vantajosas no desenvolvimento de sensores aplicados na detecção de substâncias para controle e monitoramento ambiental. Esse trabalho teve como objetivo a manipulação de óxido de grafeno (GO), poli(aminoamina) hidroclorada (PAH) e nanopartículas de ferrita de cobalto (NPs-CoFe2O4) utilizando a técnica de automontagem. Os filmes foram fabricados sobre dispositivos Field-EffectDevices (FED) do tipo Electrolyte-Insulator-Semiconductor (EIS) de estrutura p-SiSiO2-Ta2O5 e utilizados na detecção de peróxido de hidrogênio (H2O2) e íons de metais pesados de Cd2+ e Cu2+. As soluções de NPs-CoFe2O4 e GO foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM), e os filmes foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (FEGSEM). Na preparação dos filmes foram utilizadas três diferentes concentrações de GO: 0,1 mg/mL, 0,5 mg/mL e 1,0 mg/mL. Os filmes com arquitetura PAH-CoFe2O4/GO foram caracterizados por técnicas eletroquímicas de capacitância/voltagem (C/V) e capacitância constante (ConCap) para estudo de formação das camadas dos filmes e para detecção de pH, H2O2, Cd2+ e Cu2+. Verificamos que a quantidade ideal de bicamadas a ser depositada sobre os chips foi entre 6 e 10 bicamadas. Detecções de pH mostraram que os filmes preparados com GO em 0,5 mg/mL foram mais sensíveis que os demais preparados com as concentrações em 0,1 mg/mL e 1 mg/mL. Filmes sem a presença das NPs-CoFe2O4 não apresentaram sinais de reposta ao H2O2, demonstrando que a detecção dessa substância está diretamente associada à ferrita. Dentre todos os filmes analisados, o sensor EIS-PAH-CoFe2O4/GO(6bi/0,5) exibiu as melhores propriedades com sinais de resposta estáveis e maiores sensibilidades para as detecções de H2O2 e dos íons Cd2+ e Cu2+. Esses resultados mostram a importância de estudar sistemas de filmes otimizados com arquiteturas adequadas para obter nanoestruturas que possam ser empregadas como unidades de sensor com propriedades melhoradas para a detecção de substâncias de interesse para monitoramento ambiental. The synthesis of new materials and the formation of novel structures with specific features and properties are advantageous in the development of sensors applied to detect substances for the control and environmental monitoring. This study was aimed to nanostructure graphene oxide (GO), poly(aminoamine) hydrochloride (PAH) and cobalt ferrite nanoparticles (NPs-CoFe2O4), by using the layer-by-layer (LbL) technique. The films were fabricated onto Field-Effect-Devices (FED) type ElectrolyteInsulator-Semiconductor (EIS) with p-Si-SiO2-Ta2O5 structure and used to detect hydrogen peroxide (H2O2), and heavy metals of Cd2+ and Cu2+ ions. The NPs-CoFe2O4 and GO solutions were characterized by transmission electron microscopy (TEM), and the films were characterized by scanning electron microscopy with field emission (FEG-SEM). For the preparation of the films we used three different GO concentrations: 0.1 mg/mL, 0.5 mg/mL and 1.0 mg/mL. The films were characterized by electrochemical techniques of capacitance/voltage (C/V) and constant capacitance (ConCap) to investigate an optimal number of bilayers and for detecting pH, H2O2, and Cd2+, Cu2+ ions. The results showed that the optimum number of bilayers to be deposited onto the chips were between 6 and 10 bilayers. pH detections showed that the films prepared with GO at 0.5 mg/mL were more sensitive than others prepared with concentrations at 0.1 mg/mL and 1 mg/mL. Films without the presence of NPsCoFe2O4 revealed no response signals toward H2O2, demonstrating that the detection of such substance is directly associated with the ferrites. For all films, the sensor EISPAH-CoFe2O4/GO(6bi/0,5) exhibited the best properties with stable response signal and higher sensitivity for the detection of H2O2, and Cd2+, Cu2+ ions. These results show the importance of studying optimized films with suitable architectures that lead to nanostructures that may be used as sensing units with enhanced properties for the detection of substances of interest for environmental monitoring.

Submitted by THIAGO DE MORAIS MARIANO null (thiaguitobatera@gmail.com) on 2016-03-24T18:46:42Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO-VERSÃO FINAL.pdf: 1116395 bytes, checksum: 647c9edcd2f39b64fa625d689d79f620 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-03-24T19:59:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mariano_tm_me_araiq.pdf: 1116395 bytes, checksum: 647c9edcd2f39b64fa625d689d79f620 (MD5) Made available in DSpace on 2016-03-24T19:59:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mariano_tm_me_araiq.pdf: 1116395 bytes, checksum: 647c9edcd2f39b64fa625d689d79f620 (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O óleo fúsel é o co-produto da destilação do etanol e é formado pela mistura de álcoois superiores (álcoois com mais de 3 carbonos), ésteres, aldeídos, entre outros. O volume de óleo fúsel produzido em média é 2,5 L de óleo fúsel por 1000 L de etanol, sendo utilizado como combustível nas caldeiras das usinas, bem como precursores de ésteres utilizados em indústrias de cosméticos e em fabricação de plásticos. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um sensor eletroquimico (GCE/RGO/AuNP/MIP) baseado em polímeros molecularmente impressos (MIP), utilizando o pirrol (Py) como monômero, contendo nanopartículas de ouro (AuNP) e óxido de grafeno reduzido (RGO) para a determinação do álcool isoamílico, um dos componentes do óleo fusel. Foram realizados estudos eletroquímicos, como estudo de velocidade de varredura, para determinar reversibilidade do sistema e diagnosticar o controle do processo eletródico. Após os estudos eletroquímicos, foram realizadas caracterização morfológica por Microscopia Eletrônica de Varredura com Canhão de Emissão de Eletrons com efeito de campo (MEV-FEG) e caracterização eletroquimica por Espectroscopia de Impedancia Eletroquímica (EIS). Após a caracterização, foi avaliada a performance analítica do sensor GCE/RGO/AuNP/MIP, utilizando um intervalo de concentração de 1,0×10-7 até 1,0×10-4 mol L-1, encontrando um limite de detecção de 8,2×10-8 mol L-1. Foi determinada a concentração de álcool isoamílico em amostra de óleo fúsel pelo método de adição de padrão e o valor encontrado foi de 1,6×10-4 mol L-1. O método foi validado através de ensaio de recuperação, mostrando que o sensor desenvolvido é promissor para a utilização em determinação de álcool isoamílico em óleo fúsel. The fusel oil is co-product of the distillation of ethanol and is formed by the mixture of higher alcohols (alcohols having more than 3 carbons) esters, aldehydes, etc. The volume of fusel oil produced on average is 2.5 L fusel oil by 1000 L of ethanol, used as fuel in the boilers of the plants, as well as esters of precursors used in the cosmetics and plastics manufacturing. This study aimed to develop an electrochemical sensor (GCE/RGO/AuNP/MIP) based on molecularly imprinted polymers (MIP), using pyrrole (Py) as the monomer, containing gold nanoparticles (AUNP) and reduced graphene oxide (RGO) for determining the isoamyl alcohol, one of fusel oil components. They were conducted electrochemical studies, such as study of scanning speed, to determine system reversibility and diagnose the control of the electrode process. After the electrochemical studies were conducted morphological caractrização by Scanning Electron Microscopy with Electrons Emission Cannon with field effect (SEM-FEG) and electrochemical characterization by spectroscopy Electrochemical Impedance (EIS). After the characterization, the analytical performance of the GCE/RGO/AuNP/MIP sensor was evaluated using a concentration range of 1.0×10-7 to 1.0×10-4 mol L-1, encountering a detection limit 8.2×10-8 mol L-1. Was determined the concentration of isoamyl alcohol in a sample of fusel oil by standard addition method and the value found was 1.6×10-4 mol L-1. The method was validated by recovery test, showing that the sensor is designed promising for use in determining isoamyl alcohol fusel oil.