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The search for new nanostructured materials that have an antimicrobial activity and which may arise as an alternative in biotechnological applications has aroused great interest by the scientific community. The use of natural resources in the development of these materials becomes interesting not only because of their availability and low cost, but also because they are materials with low or no toxicity and properties of interest, such as palygorskite clay ( PAL), also called atapulgite. Thus, a new applicability is proposed with the use of this natural resource for the development of biotechnological products, such as the development of nanocomposites constituted by the incorporation of silver nanoparticles (AgNPs) in PAL for its use as bactericidal agent. The objective of the research was to carry out a prospective study on the basis of periodicals of Scopus, Web of Science and Scielo, as well as in the patent banks of the National Institute of Industrial Property (INPI), European Patent Office (Espacenet) and United States Patent and Trademark Offic (USPTO), from 2006 to 02/2017. From the results of articles and patents, a considerable number of articles and patents were found using the word "Palygorskite" or "Attapulgite". However, when the "Palygorskite or Attapulgite AND silver nanoparticle AND antimicrobial" and "Palygorskite or Attapulgite AND silver nanoparticle AND bactericidal" combinations were used, no article or patent has been found to date. Thus, the development of PAL / AgNPs nanocomposites for biotechnological applications can be very promising and innovative for the characteristics presented by both materials. Keywords: Nanocomposites; Palygorskite; Attapulgite; Silver of nanoparticles; Bactericidal agent.

No ordenamento jurídico brasileiro, o meio ambiente de trabalho sadio e equilibrado trata-se de um direito fundamental, além disso, ao trabalhador deve ser garantida proteção social, assegurando que o exercício do trabalho não prejudique os direitos fundamentais à saúde e à vida. Partindo dessa premissa, o objetivo da presente dissertação foi analisar e compreender se o sistema jurídico brasileiro está cumprindo os deveres constitucionais de proteção do trabalhador frente aos riscos desconhecidos no manuseio de nanopartículas engenheiradas no meio ambiente laboral. Atualmente, mesmo após décadas de desenvolvimento das nanotecnologias, persistem lacunas no conhecimento científico relacionada aos riscos à saúde e à integridade física dos trabalhadores, decorrentes da exposição à nanomateriais manufaturados no ambiente de trabalho. No sistema jurídico brasileiro de proteção ao meio ambiente laboral, tanto o direito trabalhista, quanto o direito previdenciário, tutelam apenas os riscos conhecidos e previstos em normas e decretos regulamentares. O direito do trabalho ao restringir-se a normas de natureza preventiva, dependentes de comprovação e regulamentação não responde de maneira eficaz aos novos riscos dos nanomateriais, impede ou dificulta a aplicação do princípio da precaução, na proteção constitucional do direito à sadia qualidade de vida do trabalhador. Já o direito previdenciário, em que pese, também tenha natureza preventiva, vem mostrando uma tendência de abertura em relação a taxatividade das listas previstas nos decretos regulamentares, admitindo o caráter exemplificativo das listas. O Princípio da Precaução, ao lado do princípio da prevenção, pode ser utilizado para o desenvolvimento de métodos mais eficazes de gestão desses novos riscos necessitando apenas de uma compreensão mais ampla desses novos riscos e uma interpretação mais profunda das normas e instrumentos já existentes. A metodologia utilizada para a presente investigação foi pesquisa bibliográfica exploratória, pesquisa de legislação e de dados na literatura especializada. O método adotado foi o hipotético-dedutivo, buscando averiguar de que forma o direito deverá dar a resposta adequada para os riscos associados à nanotecnologia no meio ambiente laboral. [resumo fornecido pelo autor] In the Brazilian legal system, the healthy and balanced work environment is a fundamental right, in addition, the worker must be guaranteed social protection, ensuring that the exercise of work does not harm the fundamental rights to health and life. Based on this premise, the objective of this dissertation was to analyze and understand whether the Brazilian legal system is fulfilling the constitutional duties established in the protection of workers against unknown risks in the handling of engineered nanoparticles in the work environment. Currently, even after decades of development of nanotechnologies, gaps persist in scientific knowledge related to risks to the health and physical integrity of workers, resulting from exposure to manufactured nanomaterials in the work environment. In the Brazilian legal system for the protection of the working environment, both labor law and social security law protect only known risks and foreseen in rules and regulatory decrees. The labor law, when restricted to norms of a preventive nature, dependent on proof and regulation, does not respond effectively to the new risks of nanomaterials, prevents or hinders the application of the precautionary principle, in the constitutional protection of the right to a healthy quality of life. of the worker. The social security law, in spite of its preventive nature, has shown a tendency towards openness in relation to the exhaustiveness of the lists provided for in the regulatory decrees, admitting the exemplary nature of the lists. The Precautionary Principle, along with the prevention principle, can be used to develop more effective methods of managing these new risks, it just needs a broader understanding of these new risks and a deeper interpretation of existing rules and instruments. The methodology used for the present investigation was exploratory bibliographic research, legislation research and data in the specialized literature. The method adopted was the hypothetical-deductive, seeking to find out how the law should provide the appropriate response to the risks associated with nanotechnology in the work environment. [resumo fornecido pelo autor]

Nos últimos anos, o desenvolvimento de novos materiais de eletrodo para dispositivos de armazenamento de energia tem se intensificado, em virtude do crescente aumento nos níveis de consumo energético, bem como o esgotamento das fontes de energia não-renováveis. Assim, buscam-se materiais de eletrodo, de baixo custo, de fácil obtenção e com excelente desempenho eletroquímico. Neste sentido, o hidróxido de cobalto tem chamado a atenção por sua estrutura, morfologia e características eletroquímicas, tornando-se um eletrodo promissor para dispositivos de armazenamento de energia. Desta forma, neste trabalho, o hidróxido de cobalto e hidróxidos mistos de cobalto e manganês (nas proporções de Co:Mn 75:25 e 50:50), denominados respectivamente de Co-100, CoMn-75:25 e CoMn-50:50, foram sintetizados utilizando o método Tower modificado. Através da técnica de difração de raios-X, foi possível determinar que os materiais estão na fase alfa, uma vez que o pico de difração (003) foi encontrado em regiões de baixo ângulo 2θ. Além disso, a morfologia dos materiais foi avaliada por meio de Microscopia Eletrônica de Transmissão, onde as imagens mostraram que as nanopartículas apresentavam formato esférico e tamanho médio de ~5 nm. O CoMn-75:25 e o CoMn-50:50 foram classificados como sal de hidróxido duplo, uma vez que os íons metálicos apresentaram o mesmo estado de valência (2+), determinado por Espectroscopia de Fotoelétrons de Raios-X. Os materiais foram depositados sobre eletrodos de FTO utilizando a técnica de spin-coating e o comportamento eletroquímico dos eletrodos modificados foi avaliado por voltametria cíclica, curvas de carga/descarga galvanostática e espectroscopia de impedância eletroquímica. Através dos estudos eletroquímicos foi possível determinar que o mecanismo de armazenamento de energia é do tipo pseudocapacitância de intercalação extrínseca, devido a nanoestruturação dos materiais. Observou-se que o Epa, relacionado ao processo redox Co+2/Co+3, foi deslocado para potenciais mais negativos e houve a elevação da intensidade de ipa para o CoMn-75:25 e CoMn-50:50, como consequência da substituição isomórfica de íons Co2+ por Mn2+ no retículo cristalino do Co-100. Além disso, o CoMn-75:25 apresentou uma capacitância específica 2,5 vezes maior (677,0 F g-1) que o Co-100 (268,7 F g-1). Ainda, o CoMn-75:25 apresentou uma retenção de capacitância de 70,64% mesmo após 5000 ciclos de carga/descarga galvanostática. Por fim, os estudos de espectroscopia de impedância eletroquímica (diagrama de Nyquist e Bode fase) confirmaram que os materiais dos eletrodos apresentam uma assinatura pseudocapacitiva. In recent years, the development of new electrode materials for energy storage devices has been intensified, owing to increasing energy consumption levels, as well as depletion of nonrenewable energy resources. Thus, low-cost electrode materials, easy to obtain, and with excellent electrochemical performance are desirable. In this sense, the cobalt hydroxide has drawn attention due to its structure, morphology, and electrochemical features and then becoming a promising electrode material for energy storage devices. Thus, in this work, cobalt hydroxide and mixed cobalt/manganese hydroxide (in the proportions of Co:Mn 75:25 and 50:50), named respectively as Co-100, CoMn-75:25, and CoMn-50:50, were synthesized using the modified Tower method. Through the X-ray diffraction technique, it was possible to determine that the materials are in the alpha phase since the (003) diffraction peak was found in low angle regions 2θ. In addition, the morphology of the materials was evaluated using transmission electron microscopy, where the images showed that nanoparticles presented spherical shape and an average size of ~5 nm. The CoMn-75:25 and CoMn-50:50 were classified as double hydroxide salt since the metal ions presented the same valence state (+2), determined by X-ray Photoelectron Spectroscopy. The materials were deposited on FTO electrodes using the spin-coating technique and the electrochemical behavior of the modified electrodes was evaluated cyclic voltammetry, galvanostatic charge/discharge curves and electrochemical impedance spectroscopy. Through electrochemical studies, it was possible to determine that the energy storage mechanism is of the extrinsic intercalation pseudocapacitance type, due to the nanostructured of the materials. It was observed that the Epa, related to the Co+2/Co+3 redox process, was shifted to more negative potentials and there was an increase in ipa intensity for CoMn-75:25 and CoMn-50:50, as a consequence of the isomorphic substitution of Co2+ by Mn2+ ions in the crystal lattice of Co-100. Besides, the CoMn-75:25 showed a specific capacitance two and a half fold higher (677.0 F g-1) than Co-100 (268.7 F g-1). Also, the CoMn-75:25 presented a capacitance retention of 70.64% even after 5000 galvanostatic charge/discharge cycles. Finally, the electrochemical impedance spectroscopy studies (Nyquist diagram and Bode phase) confirmed that the electrode materials present a pseudocapacitive signature. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O mercado global polímeros condutores registrou expectativas de crescimento anual de 8,4% de 2016 a 2021. Embalagens e rolamentos antiestática, dispositivos biomédicos e tintas eletrostáticas são aplicações típicas destes materiais. Polímeros condutores intrínsecos (ICPs), que são capazes de conduzir elétrons ao longo de suas macromoléculas, ganham mercado frente aos polímeros condutores extrínsecos (ECPs), que utilizam enchimentos condutores. No entanto, ICPs não possuem propriedades mecânicas satisfatórias para aplicações tribológicas. Eles podem ser, todavia, usados como material de adição condutor para ECPs, gerando blendas capazes de atuar em aplicações tribológicas. Concomitantemente, avanços nas tecnologias de produção de grafenos, como nanotubos de carbono e nanoplaquetas de grafite, permitiram o desenvolvimento de novos materiais utilizando pequenas quantidades destes aditivos condutores. Assim, é possível obter condutividade sem perdas significativas nas propriedades mecânicas. Esse trabalho apresenta o desenvolvimento e caracterização de novos materiais condutores, utilizando matriz de poliuretano (PU) comercial e adição de nanoplaquetas de grafite (GNPs) e polianilina (Pani). A polianilina é um ICP de elevado interesse científico e tecnológico. As GNPs possuem elevada razão de aspecto devido a sua espessura nanométrica e diâmetro micrométrico, o que é necessário para um limiar de percolação elétrica reduzido. As nanopartículas foram obtidas a partir de grafite expansível comercial, utilizando método de esfoliação por ultrassom, enquanto o ICP foi sintetizado como tradicionalmente é descrito na literatura, sendo parcialmente modificado pela adição de ácido sulfônico seguida de moagem refinada. As partículas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e granulometria de difração de laser, bem como por difração de raios-X e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. O desempenho tribológico foi avaliado para o PU e suas blendas e compósitos em ensaio tipo esfera-sobre-placa com movimento recíproco, realizado em tribômetro, variando condições de carregamento e velocidade. A largura de desgaste foi medida por análise de imagens obtidas por microscopia óptica. A condutividade elétrica volumétrica foi avaliada utilizando um potenciostato/galvanostato. Os compósitos foram obtidos em proporções de 0-10%, em massa, de GNPs e 0-30% Pani. A partir de 8% de GNPs e 10% de Pani foi possível observar condutividade elétrica na ordem de 10−7 S m−1 e 10−6 S m−1, respectivamente. Isso corresponde a valores dentro da faixa de condução de semicondutores. O coeficiente de atrito cinético médio foi reduzido em 30,2% com a adição de 1,3% de GNPs. A polianilina não demonstrou afetar o atrito ou o desgaste numa concentração até 1,3%. A largura de desgaste é função da força aplicada e da composição. Há indícios de que o compósito com 4% GNPs pode ser utilizado em aplicações tribológicas com necessidade de dissipação de cargas elétricas. Outros compósitos, com maior concentração de material de adição, podem encontrar aplicação em outras áreas, mas não são adequados para aplicações tribológicas. Conducting polymer market is expected to grow 8.4% annually from 2016 to 2021. Typical applications of those materials include electrostatic dissipative (ESD) packages, ESD bearings, biomedical devices and electrostatic paints. Intrinsic conductive polymers (ICPs) display the ability to conduct electricity through its macromolecules. ICPs are gaining market share steadily against extrinsic conductive polymers (ECPs). ECPs are polymeric composites with conductive fillers. However, ICPs do not present suitable mechanical properties for tribological applications. They could, nonetheless, be used as fillers in an insulating matrix, making a blend that could be able to withstand tribological uses. Recent advances in graphene production technologies, such as carbon nanotubes and graphite nanoplatelets, allowed the development of novel materials using small fractions of conductive fillers. Therefore, it is possible to obtain conductive materials without significant losses of mechanical properties. This work aims to develop and evaluate novel conductive composites, using a commercial polyurethane (PU) matrix filled with graphite nanoplatelets (GNPs) and polyaniline (Pani), which is an ICP of high scientific and technological interest. GNPs present high aspect ratio due to its micrometric diameter and nanometric thickness, which is necessary for low electrical percolation thresholds. GNPs were obtained through ultrasound exfoliation of a commercial expanded graphite (EG). Polyaniline synthesis was carried as traditionally reported in the literature, with partial modification by addition of sulfonic acid followed by fine grinding. All particles were analyzed with scanning electron microscopy, laser diffraction granulometry, X-ray diffraction and infrared spectroscopy with Fourier transform. Tribological characterization of PU and its blends and composites was carried with ball-on-plate reciprocating tests on a tribometer, under different loads and speeds. Wear width was measured through optical micrographs of the worn surface. Volume electrical conductivity was evaluated with a potentiostat/galvanostat. GNP and Pani composites were obtained with 0 to 10wt% GNP filling and 0 to 30% Pani filling. Materials with a minimum of 8wt% GNP and 10wt% Pani exhibited conductivity of 10−7 S m−1 and 10−6 S m−1, respectively. Those values are in the semiconductor range. Mean kinetic coefficient of friction dropped 30.2% with 1.3wt% GNP filling. Polyaniline did not affect wear or friction behavior up to 1.3wt% filling. Wear width was shown to be a function of normal load and composition. Results show the novel 4wt% GNP filled composite can be used in tribological applications with ESD needs. Other composites, such as those with 10wt% GNP or 10wt% Pani, can be used in other applications. However, those are not suited for tribological applications.

O poli (ácido lático) (PLA) é um biopolímero sintético, citocompatível e biodegradável. Ele fornece materiais para aplicações na área de liberação controlada de fármacos, embalagens de alimentos e engenharia de tecidos. Nesta pesquisa, soluções (20-35% m/v) de PLA (26 kDa) foram eletrofiadas em misturas binárias de clorofórmio/ácido fórmico. O conteúdo de ácido fórmico entre 20 e 40% em volume suporta fibras de PLA lisas (tamanho médio entre 231 e 637 nm). Por outro lado, a eletropulverização de soluções de PLA (10-25% m/v) em clorofórmio promove micropartículas lisas e uniformes (com tamanho médio entre 1,0 e 11,4 [microlitro]). Teores de ácido acético maiores que 10% em volume nas misturas binárias de clorofórmio/ácido acético evita à formação de micropartículas. Medidas de viscosidade e condutividade elétrica foram realizadas com as soluções poliméricas e as misturas binárias de solventes, respectivamente. Através do controle da concentração de polímero e do sistema de solvente, controlamos o processo, promovendo eletrofiação ou eletropulverização das soluções de PLA. Foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por infravermelho para caracterizar as fibras e partículas feitas de PLA. Além disso, foram eletrofiadas blendas de PLA/N,N-dimetil quitosana (DMC) em misturas binárias de clorofórmio/ácido fórmico nas concentrações de DMC entre 10 e 15 m% (em relação à massa de PLA). Este estudo relata abordagens acessíveis para produzir materiais a base de PLA com tamanhos na escala micro e nanométrica. Poly (acid lactic) (PLA) is a synthetic, cytocompatible, and biodegradable biopolymer. It provides materials for drug delivery, food packing, and tissue engineering applications. Here, we provide the electrospinning of PLA (26 kDa) solutions (20-35% wt/vol) in binary chloroform/formic acid mixtures. The formic acid content between 20 and 40 vol% support smooth PLA fibers (average size between 231 and 637 nm). The electrospraying of PLA solutions (10-25% wt/vol) in chloroform creates smooth and uniform microparticles (average size between 1.0 and 11.4 [microliter]). Contents of acetic acid higher than 10 vol% in binary chloroform/acetic acid mixtures prevent the formation of microparticles. Viscosity and conductivity measurements were carried out with the polymer solutions and the binary solvent mixtures, respectively. By modulating the polymer concentration and solvent system, we control the process, achieving electrospinning or electrospraying. Scanning electron microscopy and infrared spectroscopy characterize the PLA materials. PLA/N,N-dimethyl chitosan (DMC) blends were electrospinnable in binary chloroform/formic acid mixtures at DMC contents of 10 and 15 wt%. This study reports accessible approaches to support micro- and nano-sized PLA-based materials.

Submitted by Ana Paula do Carmo (paula.carmo@unesp.br) on 2020-12-10T20:15:45Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - ANAPAULADOCARMO .pdf: 1012472 bytes, checksum: eaef4d5812695faed378344c3b4236b6 (MD5) Approved for entry into archive by Marcia Correa Bueno Degasperi null (mcbueno@rc.unesp.br) on 2020-12-14T19:20:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carmo_ap_me_rcla.pdf: 1012472 bytes, checksum: eaef4d5812695faed378344c3b4236b6 (MD5) Made available in DSpace on 2020-12-14T19:20:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carmo_ap_me_rcla.pdf: 1012472 bytes, checksum: eaef4d5812695faed378344c3b4236b6 (MD5) Previous issue date: 2020-11-05 Os pontos quânticos possuem relevante importância devido ao valoroso estudo das técnicas espectroscópicas que se relacionam ao efeito de tamanho nas propriedades luminescentes, o que os tornam potenciais em aplicações tecnológicas em optoeletrônica. Pontos quânticos são partículas em escala nanométrica que podem ser de natureza inorgânica ou orgânica. Uma ampla gama de vias sintéticas tem empregado métodos “top-down” para obtenção dos PQC’s, algumas das vantagens deste método considerado sustentável é a abundância dos precursores moleculares, baixo custo e baixa temperatura, porém há métodos que precisam de equipamentos especiais e que podem necessitar de ácidos fortes, condições hidrotermais (alta pressão) ou assistida por micro-ondas. Os pontos quânticos de carbono (PQC’s) de natureza orgânica, são altamente luminescentes na região do azul e podem ser preparados via pirólise simples de uma cadeia orgânica. Como exemplo de cadeia orgânica, o poli(etileno glicol) – poli(propileno glicol) – poli(etileno glicol) (P123) é um polímero cuja pirólise resulta em material luminescente. Nesse trabalho, amostras de P123 foram tratadas termicamente em forno elétrico convencional e atmosfera ambiente nas temperaturas de 200 °C, 213 °C, 250 °C, 270 °C e 320 °C durante 1 h e 1,5 h. A partir das análises das amostras de P123 em solução, na temperatura de preparação de 250 °C há maior intensidade da emissão de fluorescência na região azul (440 nm – 485 nm), ou seja, formação de possíveis arranjos estruturais na molécula que permitiram sua ocorrência. Até a temperatura de 250 °C observou-se um aumento na intensidade de luminescência no composto e formação de grupos funcionais sp2 e sp3. No entanto, observou-se que a temperatura de 320 °C não há emissão devido a carbonização da amostra, conforme verificado na técnica de fluorescência. Também foi verificado a relação do comprimento de onda de excitação em relação ao de emissão, ou seja, quando a emissão independe do comprimento de onda de excitação os clusters sp2 são uniformes, porém para os diferentes tamanhos e diferentes tipos de emissão, a migração do éxciton é um processo intermolecular que resulta da transferência de energia entre os segmentos conjugados. É possível, portanto, abranger o estudo dos PQC’s e sua aplicabilidade no desenvolvimento de novos dispositivos envolvendo o uso de emissão na faixa do azul. Quantum dots have relevant importance due to the valuable study of spectroscopic techniques that are related to the effect of size on luminescent properties, which make them potential in technological applications in optoelectronics. Quantum dots are nanometer-scale particles that can be inorganic or organic in nature. A wide range of synthetic pathways has employed “bottom-up” methods to obtain PQC's, some of the advantages of this method considered sustainable are the abundance of molecular precursors, low cost and low temperature, however there are methods that need special equipment and that can need strong acids, hydrothermal conditions (high pressure) or assisted by microwaves. Quantum carbon dots (PQC’s) of an organic nature, are highly luminescent in the blue region and can be prepared via simple pyrolysis of an organic chain. As an example of an organic chain, poly (ethylene glycol) - poly (propylene glycol) - poly (ethylene glycol) (P123) is a polymer whose pyrolysis can originate a photoluminescent material with blue emission. Samples of P123 were annealed at temperatures of 200 ° C, 213 ° C, 250 ° C, 270 ° C and 320 ° C for 1 h and 1.5 h. From the analysis of the P123 samples in solution, at 250 ° C there is a greater intensity of fluorescence emission in the blue region (440 nm - 485 nm), that is, formation of possible structural arrangements in the molecule that allowed its occurrence. Up to a temperature of 250 ⁰C, there was an increase in the intensity of luminescence in the compound and formation of groups emitted sp2 and sp3 . However, it was observed that the temperature of 320 ⁰C has no emission due to carbonization of the sample, as verified in the fluorescence technique. It was also verified the relation to the excitation wavelength in relation to the emission wavelength, that is, when the emission independent of the excitation wavelength the sp2 clusters are uniform, however for the different sizes and different types of emission, the migration of the éxciton is an intermolecular process that results from the transfer of energy between the conjugated segments. It is possible, therefore, to cover the study of PQC's and their applicability in the development of new devices involving the use of emission in the blue band.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná Na última década, sensores em redes de Bragg (FBG) têm sido amplamente estudados, tanto na academia quanto na indústria. Entre os principais tópicos de pesquisa referentes às FBGs estão: o aumento da sensibilidade dos sensores e a capacidade de modular o sinal em função da presença de algum analito. Para solucionar ambos os problemas, é possível que existam boas aplicações a serem desenvolvidas incorporando a tecnologia do óxido de grafeno (GO) à das FBG. O GO é um nanomaterial bidimensional constituído por folhas de carbono em estrutura hexagonal, enxertadas com grupos funcionais oxigenados (hidroxilas, carboxilas e ligações epóxi). Em termos de sensibilidade, é possível que um revestimento de GO em FBG ajude a aumentar a resposta do sensor a perturbações. Já em termos de detecção de analítos, o GO pode servir como plataforma para funcionalização do sensor com grupos químicos capazes de interagir com às moléculas que pretende-se detectar. Neste trabalho estudamos a síntese do GO através de um método de Hummers modificado, e uma técnica de deposição de GO em FBGs, que utiliza o (3-Aminopropyl)triethoxysilano (APTES) como substância de ligação entre fibra e revestimento. A pesquisa foi executada em três etapas. Primeiro, foram sintetizadas amostras de GO, subsequentemente caracterizadas através de microscopia de transmissão, espectroscopia Raman, e índice de refração. Foram produzidos dois lotes de material, cada um com modificações distintas do método de Hummers. Através da microscopia de transmissão foi possível identificar zonas de sobreposição de camadas e de dobra no GO. Já da espectroscopia Raman foram extraídas informações físico-químicas sobre os lotes de GO, através dos picos deconvoluídos do espectro do material produzido. Na segunda etapa, foram confeccionadas as FBGs, através de um processo de gravação a laser em fibras óticas. A redes foram subsequentemente corroídas, e suas respostas foram caracterizadas em relação à variações do índice de refração do meio circundante. Na terceira etapa, o GO produzido foi depositado na superfície das FBGs, que foram então caracterizadas através de microscopia de varredura, espectroscopia Raman, e perfilometria. Os resultados obtidos confirmam que o revestimento funcionou, embora não tenha sido depositado homogeneamente. Foram feitas também caracterizações da resposta das FBGs revestidas, onde foi detectado um aumento na sensibilidade dos sensores ao índice de refração do meio. In the last years, Fiber Bragg gratins (FBGs) have been widelly studied, both in industry and universities. some of it's main topics of research are: improvement of the sensor's sensibility, and how to modulate the sensor's signal to detect the presence of some analyte of interest. It is possible that we may contribute to both topics by incorporating graphene oxide (GO) technology to FBGs. GO is a 2D nanomaterial, made by hexagonally structured carbon sheets, with oxygen functional groups. In terms of sensibility, it is possible that a GO coating might increase the FBG response. In terms of detecting analytes, GO may be used as a plataform where we can graft chemical functions capable of interacting with the molecules we wish to detect. In this research, we study the synthesis of GO through a modified Hummers' method, and a depositiong technique to coat FBGs with GO, by using (3-Aminopropyl)triethoxysilane (APTES) as a bonding substance between sensor and coating. The research was done in three steps. First, we synthetized two samples of GO, by two different modifications in the traditional Hummers' method. These samples were characterized by means of transmission electron microscopy, Raman spectroscopy, and refraction index. Through the microscopies, we were able to identify zones of GO layer superposition and folding. From the Raman spectroscopy, it was possible to extract data about the material's chemical-physical properties, by deconvoluting the materials's spectra and identifying the resulting peaks. In the second setp, FBGs were produced by laser engraving. The FBGs were subsequently corroded, and its response to variations in the refractive index of surrounding media was measured. In the third step, the FBGs were coated with the GO, and characterized by scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, and profilometry. The results shown that the coating was succesfull, yet heterogeneous. The response of the coated FBGs was also measured, and an improvement of the sensor's sensibility was detected.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho foram produzidos e caracterizados dispositivos nanoestruturados baseados em redes de período longo em fibra óptica, buscando a obtenção de sensores refratométricos para ambiente aquático. Foram empregadas duas metodologias de deposição de filmes de nanopartículas de ouro sobre a fibra óptica contendo a LPG, a fim de aumentar a sensibilidade do dispositivo a variações do índice de refração do meio circunvizinho à fibra. Utilizando a rota térmica – adaptada a partir da literatura – para a deposição sobre a fibra óptica, foram produzidas três LPGs, as quais foram caracterizadas antes e após as deposições das nanoestruturas. Após a deposição das nanopartículas de ouro, obteve-se um aumento de 85% na sensibilidade da LPG para índices de refração do meio circunvizinho à fibra próximos ao índice de refração da água. A sensibilidade aumentada resultou do acoplamento entre a ressonância plasmônica de superfície localizada das nanopartículas e as ressonâncias dos modos de propagação das LPGs. Utilizando nanopartículas produzidas por rota química, o filme foi formado após a imersão da fibra na solução contendo as nanopartículas. Usando apenas uma LPG, foi avaliado o efeito sobre a sensibilidade da LPG do tempo de imersão da fibra em nanopartículas de ouro recém preparadas. Aumentos de sensibilidade de 144,8% para índice de refração de (1,4681 ± 0,0002) e de até 11,1% para meios com índice de refração próximos ao da água pura foram observados para um tempo de deposição de 1 e 0,5 min, respectivamente. In this work were produced and characterized nanostructured devices based on long period fiber gratings, seeking for refractometric sensors with enhanced sensitivity in water environment. In order to increase the grating refractive index sensitivity to the surroundings, two deposition methods were used to form a gold nanoparticles film over the surface of the optical fiber containing the grating. A thermal route adapted from the literature was used with three LPGs, which were characterized before and after the nanostructures deposition. The nanoparticles film resulted in an increase of 85% in the grating sensitivity for refractive indexes close to the water one. This increased sensitivity was consequence of the coupling between the grating resonance and the nanoparticles localized surface plasmon resonance. Using nanoparticles produced by chemical route, gold nanoparticles film was formed by immersing the fiber in the nanoparticles. The influence of the immersion time was evaluated using a single long period grating immersed in the colloid for different time intervals. Increases in the grating sensitivity of 144.8% for refractive index of (1.4681 ± 0.0002) and up to 11.1% for refractive indexes close to the water were obtained with an immersion along 1 and 0.5 min, respectively.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Esta tese apresenta os resultados da produção e caracterização de um sensor bioquímico baseados em redes de Bragg funcionalizadas com nanotubos de L-difenilalanina. A fibra na qual a rede de Bragg foi gravada, foi corroída de forma a remover a casca e então revestida com nanotubos de L-difenilalanina para produzir um sensor capaz de detectar vapor de misturas de etanol-metanol. Os nanotubos foram estudados em suas duas fases (hexagonal e ortorrômbica), analisados por espectroscopia Raman, FTIR, difração de raios X, EDS e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A transição de temperatura entre as fases foi determinada por espalhamento de raios X em ângulo pequeno (SAXS). A transição de fase tem início à 135 °C e termina à 190 °C. Considerando a concentração de metanol no vapor, a fase ortorrômbica apresentou sensibilidade de (7,3 ± 0,8) pm/ (% v/v), 32 vezes maior que a observada na fase hexagonal, com aproximadamente o mesmo tempo de resposta. O desvio máximo do comprimento de onda medido foi (0,98 ± 0,02) nm. Além disso, foram propostos modelos matemáticos para descrever a resposta do sensor e levantadas hipótese para os mecanismos que poderiam levar ao seu comportamento não linear. This thesis presents the results of the production and characterization of a biochemical sensor based on fiber Bragg gratings functionalized with L-diphenylalanine nanotubes. The fiber in which the fiber Bragg gratings was inscribed was etched to remove cladding and then coated with L-diphenylalanine nanotubes to produce a sensor capable of detecting vapor from ethanol-methanol mixtures. Nanotubes were studied in its two phases (hexagonal and orthorhombic), analyzed by Raman spectroscopy, FTIR, X-ray diffraction, EDS and scanning electron microscopy (SEM). The temperature transition between phases was determined by small angle X-ray scattering (SAXS). The obverse temperature at which the phase transition begins was 135 °C and the complete transition occurred at 190 °C. Considering the methanol concentration in the steam, the orthorhombic phase presented a sensitivity of (7.3 ± 0.8) pm / (% v / v), 32 times higher than that observed in the hexagonal phase, with approximately the same response time. The maximum deviation of the measured wavelength was (0.98 ± 0.02) nm. In addition, mathematical models were proposed to describe the sensor response and hypothesized for the mechanisms that could lead to its nonlinear behavior.

Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) Neste trabalho, foi realizada a síntese de fotocatalisadores core-shell CoFe2O4@TiO2 pelo método sol-gel, seguida de sua caracterização e aplicação à redução fotocatalítica de Se(IV). Para orientar tanto a síntese dos catalisadores como a realização dos testes fotocatalíticos, utilizou-se um planejamento experimental composto central do tipo rotacional. Os fatores estudados foram: temperatura de calcinação, concentrações (% v/v) de isopropóxido de titânio em etanol utilizado na síntese do catalisador e pH da solução durante o teste fotocatalítico. As técnicas empregadas para caracterizar os fotocatalisadores foram: medida de adsorçãodessorção de N2, espectroscopia fotoacústica (PAS), difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva de raios X (EDS) e ponto de carga zero (PCZ). Os resultados indicaram que os fatores mais significativos para remoção fotocatalítica do Se(IV) são a temperatura de calcinação do fotocatalisador e o pH da solução. As melhores condições para aumentar a remoção de selênio em 2 minutos de fotocatálise consistem no emprego de temperaturas mais baixas (próximo a 300 ºC) para calcinação e pH próximo de 3,5. O percentual de isopropóxido em etanol usado na síntese apresentou pouca influência tanto na fotorredução do selênio como nas propriedades dos catalisadores. A temperatura de calcinação também afetou significativamente a área superficial específica, bandgape a estrutura dos fotocatalisadores. In the present work, the synthesis of CoFe2O4@TiO2core-shell photocatalysts was performed by the sol-gel method, followed by their characterization and application to the Se (IV) photocatalytic reduction. To guide both catalyst synthesis and photocatalytic experiments, a central composite design was applied. The considered factors were: calcination temperature, titanium isopropoxide concentration (% v/v) in ethanol used in catalyst synthesis and pH of the solution used in the photocatalytic test. The techniques applied for the photocatalysts characterization were: N2 adsorption-desorption measurement, photoacoustic spectroscopy (PAS), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive Xray spectroscopy (EDS) and point of zero charge (PZC) determination. The results indicated that the most significant factors for photocatalytic removal of Se (IV) were the calcination temperature and the pH of the solution. The best conditions for increasing selenium removal within 2 minutes of photocatalysis are lower calcination temperatures (around 300 ºC) and pH around 3.5. The percentage of isopropoxide in ethanol used in the synthesis had little influence on both selenium photoreduction and catalyst properties. The calcination temperature also significantly affected the specific surface areas, bandgapand structure of the photocatalysts.

A produção de energia elétrica de baixo custo e eficiente é um desafio de grande interesse comercial e tecnológico. A conversão da luz solar em energia elétrica é feita por células fotovoltaicas constituídas por camadas, das quais duas delas, através do efeito fotovoltaico, ficam com cargas elétricas opostas, propiciando a formação de corrente elétrica. A prata é um bom condutor e, se utilizado no formato de nanofios, permite a utilização de menos material para conduzir esta corrente, devido à rede formada pelo contato entre nanofios. O método poliol, que utiliza etilenoglicol (EG), nitrato de prata, polivinilpirrolidona (PVP), um sal e possui parâmetros importantes como razão molar entre o PVP e o nitrato de prata e a taxa de gotejamento do nitrato de prata dissolvido no EG foi utilizado na obtenção dos nanofios de prata e a variação destes parâmetros resultou também na sintetização de outros tipos de partículas de prata. A caracterização morfológica dos nanofios e nanopartículas foi realizada por microscopia óptica de reflexão, microscopia eletrônica de varredura e com o perfilometria, enquanto a caracterização elétrica foi feita através do método das quatro pontas. As sínteses também foram submetidas a espectrofotometria, com a obtenção da curva de UV-Vis. Os resultados mostraram que os nanofios de prata são mais condutivos do que as nanopartículas e a tinta de prata, e por poderem ser depositados como filmes semitransparentes, observou-se que sua aplicação em dispositivos fotovoltaicos é mais favorável do que as demais formatações da prata. The efficient electricity production with low cost is a challenge that has great technological and commercial interests. The sunlight conversion into electrical energy can be done by photovoltaic cells, made up of layers, which two of them, through the photovoltaic effect, have opposite electric charges that can cause electric current. Silver is a good electrical conductor and if it be used as nanowires, the network formed allows the use of less material for the electric current conduction. Polyol method that uses ethylene glycol (EG), silver nitrate, polyvinylpyrrolidone (PV), salt, and important parameters as molar ratio between PVP and silver nitrate, injection rate of silver nitrate dissolved in EG was the method for silver nanowires obtaining. The variation of theses parameters also resulted in the production of other silver particles. The silver nanowires morphological characterization was done by reflected light microscopy, scanning electron microscopy and profilometer, while electrical characterization was done by the four-probe method. UV-vis curve was also obtained by spectroscopy for the syntheses. The results showed that silver nanowires are more conductive than other silver particles, and considering that it can form a semitransparent layer, it’s use in photovoltaic devices is favorable.

O presente trabalho inicia-se com uma revisão bibliográfica sobre os conceitos fundamentais referentes ao deslocamento de elétrons através da luz observado por Hertz e Lenard conhecido como efeito fotoelétrico e o fenômeno da geração de corrente através da iluminação de eletrodos em uma solução eletrolítica chamado efeito fotovoltaico. A revisão avança abordando as propriedades elétricas e ópticas dos materiais utilizados em dispositivos fotovoltaicos e finaliza conceituando pontos quânticos que foram utilizados como camada filtro Ultravioleta (UV) e Luminescence Down Shifiting Effect (LDS) com objetivo de atuar como proteção contra a radiação UV e para aumentar a eficiência de um dispositivo orgânico. A camada ativa utilizada foi composta de Poli(3-hexil)tiofeno e 1-(3-metoxicarbonil)-propil-1-fenil-[6,6]C61 (P3HT:PCBM). Nanocristais de Sulfeto de Cádmio (CdS) foram sintetizados com tempos de 180 segundos, 320 segundos e 600 segundos e após serem opticamente caracterizados escolheu-se a amostra com maior potencial para servir de LDS. Entretanto a simulação mostrou que o uso da amostra poderia levar a uma pequena perda na eficiência comparado com a referência. A baixa eficiência poderia estar relacionada aos defeitos superficiais comuns em nanopartículas semicondutoras devido à alta razão superfície/volume. Os nanocristais de CdS da amostra de 320 s foram passivados por uma casca de Sulfeto de Zinco (ZnS), formando uma estrutura núcleo/casca, as amostras foram opticamente caracterizados e a de CdS/ZnS de 120 s foi utilizada como camada LDS. Os resultados obtidos demonstram que a aplicação de nanopartículas de CdS/ZnS como camada LDS aumentou a expectativa de vida útil do dispositivo fotovoltaico orgânico. The present work begins with a bibliographical review on the fundamental concepts regarding the displacement of electrons through the light observed by Hertz and Lenard known as photoelectric effect and the phenomenon of current generation through the illumination of electrodes in an electrolytic solution called photovoltaic effect . The review advances by addressing the electrical and optical properties of the materials used in photovoltaic devices and ends by conceptualizing quantum dots that have been used as the Ultraviolet (UV) and Luminescence Down Shifting Effect (LDS) filter layer to act as protection against UV radiation and increase the efficiency of an organic device. The active layer used was composed of Poly (3-hexyl) thiophene and 1- (3-methoxycarbonyl) -propyl-1-phenyl- [6,6] C61 (P3HT: PCBM). Cadmium Sulphide Nanocrystals (CdS) were synthesized with times of 180 seconds, 320 seconds and 600 seconds and after being optically characterized the sample with the highest potential to serve as LDS was chosen. However the simulation showed that the use of the sample could lead to a small loss in efficiency compared to the reference. The low efficiency could be related to the common surface defects in semiconductor nanoparticles due to the high surface / volume ratio. The CS nanocrystals of the 320 s sample were passivated by a Zinc Sulphide (ZnS) shell, forming a core / shell structure, the samples were optically characterized and the CdS / ZnS of 120 s was used as the LDS layer. The results showed that the application of CdS / ZnS nanoparticles as LDS layer increased the life expectancy of the organic photovoltaic device.

A multifuncionalidade das nanopartículas de ouro (AuNPs) têm sido destaque em várias áreas do conhecimento nas últimas décadas, incluindo diagnósticos, onde fatores como a dispersão e a estabilidade estão diretamente relacionados ao desempenho dos testes, e por isso o estudo de distintas estratégias de funcionalização é essencial. A estabilização das nanopartículas pode ser conduzida através de adsorção de polímeros em suas superfícies, conferindo as características e propriedades às nanopartículas. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi estabilizar e funcionalizar nanopartículas de ouro de diferentes dimensões (20, 40 e 80 nm). Cinéticas de adsorção e modelos matemáticos possibilitaram a determinação das concentrações ótimas das variedades de polímeros heterobifuncionais empregadas. Entretanto, uma vez que a elaboração da equação que previsse o comportamento das nanopartículas de 20 nm não foi possível, para as etapas seguintes este tamanho de nanopartícula foi descartado. A enzima horseradish peroxidase (HRP) foi empregada como uma alternativa para aferir a eficiência das diferentes estratégias. Para isso foram realizados testes que avaliaram a dispersão, a captura da enzima e a estabilidade a partir das técnicas de espectroscopia de absorção na região do UV e visível, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV/FEG), espalhamento dinâmico de luz (DLS) e potencial zeta. Nanopartículas de ouro de 40 e 80 nm foram modificadas com soluções de polietilenoglicol heterofuncional (HS-PEG-NH2 3500 e 7500 g/mol) submetidas a quatro diferentes estratégias de funcionalização (I e III com HS-PEG-NH2 3500; II e IV com HS-PEG-NH2 7500). Nas estratégias I e II, as soluções poliméricas foram colocadas em contato com a solução de anticorpos anti-HRP, seguida pela adição das soluções coloidais, enquanto que nas estratégias III e IV as soluções coloidais entraram primeiramente em contato com as soluções poliméricas e em seguida conjugadas aos anticorpos. Soluções com concentrações de 30, 50, 100 e 200 ng/mL de HRP foram adicionadas às soluções resultantes. Foi observado um rendimento e eficácia superior das estratégias I e II quando comparadas às estratégias III e IV, uma vez que as primeiras apresentaram capacidade de captura de até 5 vezes quando estabilizadas durante 2 h e de até 6 vezes durante 12 h. A redução dos diâmetros médios das nanopartículas para essas estratégias foi evidente quando comparados aos medidos para as soluções padrão. Além disso, o aumento dos valores de potencial zeta para os sistemas anticorpo/PEG/nanopartículas indica que houve a interação entre as soluções contendo anticorpo/PEG e as nanopartículas. Em relação a estabilidade, mesmo com a redução na capacidade de captura da enzima, a estratégia que se mostrou mais promissora quando levados em consideração os fatores dispersão das partículas, captura da HRP e estabilidade durante os diferentes meses de ensaio, foi a estratégia II para as nanopartículas de 40 e 80 nm. Após testes iniciais com captura da HRP, procederam-se experimentos utilizando kits de diagnóstico virais (Bioclin Biolisa HCV e HIV) a fim de verificar se haveria aumento de sensibilidade com a implementação das nanopartículas. A estratégia II foi avaliada para nanopartículas de 40 nm e os resultados demonstraram a capacidade desta de detectar a presença do antígeno em diluições 1000 vezes inferiores a resposta positiva apresentada pelo kit. Além disso, o kit de HIV foi capaz de intensificar a respostas obtidas em aproximadamente 50%. A utilização de nanopartículas funcionalizadas em testes de análise de captura e de imunodiagnóstico para mostrou-se uma excelente estratégia para o incremento de sensibilidade do sistema. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES Gold nanoparticle (AuNPs) functionality has been highlighted in several areas of knowledge in recent decades, including diagnostics, where factors such as dispersion and stability are directly related to the test performance, the study of different functionalization strategies is essential. The stabilization of the nanoparticles can be conducted through polymers adsorption in their surfaces, conferring the characteristics and properties of nanoparticles. In this context, the objective of this work was to stabilize and functionalize gold nanoparticles of different dimensions (20, 40 and 80 nm). Adsorption kinetics and mathematical models allowed the determination of optimal concentrations of the heterobifunctional polymer varieties employed. However, since the preparation of the equation that predicted the nanoparticle behavior of 20 nm was not possible, for the following steps this nanoparticle size was discarded. The enzyme horseradish peroxidase (HRP) was used as an alternative to gauge the efficiency of the different strategies. Initially the enzyme horseradish peroxidase (HRP) was employed as an alternative to gauge the efficiency of different strategies. Tests that evaluated the dispersion, the capture of the enzyme and the of the stability strategies by techniques as spectroscopy in the UV and visible region, scanning electron microscopy (SEM), dynamic light scattering (DLS) and zeta potential were conducted. 40 and 80 nm gold nanoparticles were modified with heterofunctional polyethylene glycol solutions (HS-PEG-NH2 3500 and 7500 g/mol) and subjected to four different functionalisation strategies (I and III with HS-PEG-NH2 3500, II and IV with HS-PEG-NH2 7500). In strategies I and II, the polymeric solutions were placed in contact with the solution of anti-HRP antibodies, followed by addition of the colloidal solutions. While in strategies III and IV, the colloidal solutions first come into contact with the polymer solutions and then conjugated to the antibodies. Solutions with concentrations of 30, 50, 100 and 200 ng / ml HRP were added to the resulting solutions. A superior yield and efficacy of strategies I and II were observed when compared to strategies III and IV, since the former had a capture capacity of up to 5 times when stabilized for 2 h and up to 6 times for 12 h. The reduction of the average diameter of the nanoparticles to these strategies was evident when compared with those measured for the standard solutions. Furthermore, the increase of the zeta potential values for the antibody/ PEG/ nanoparticle systems, indicates that a interaction between the antibody/PEG solutions and the nanoparticles was established. Regarding stability, even considering reduction in the enzyme capture capability, strategy II presented best dispersion of particles, capture of HRP and stability during different months of the trial for both nanoparticles of 40 and 80 nm. After initial HRP capture, experiments were performed using viral diagnostic kits (Bioclin Biolisa HCV and HIV) to verify if there was gain in sensitivity with the implementation of the nanoparticles. The strategy II was evaluated for 40 nm nanoparticles and the results demonstrated the ability to detect the presence of the antigen at 1000-fold lower than the positive response presented by the kit. In addition, the HIV kit was able to intensify the responses obtained in approximately 50%. The use of functionalized nanoparticles in capture and immunodiagnostic analysis tests proved to be an excellent strategy for increasing the sensitivity of the system

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A busca por novas rotas de síntese de nanopartículas de prata tem se intensificado nos últimos anos. Assim, pesquisas em torno do método biológico de síntese verde de nanopartículas empregando extratos vegetais, como agente redutor, vem ganhando cada vez mais destaque, por se tratar de um procedimento simples, rápido, eficiente e economicamente viável. O objetivo deste trabalho foi sintetizar nanopartículas de prata (AgNPs) a partir de extrato aquoso de resíduo de uva cv BRS Violeta, caracterizar e avaliar seu emprego como revestimento protetor de maçãs cv Gala. O resíduo de uva cv BRS Violeta foi submetido a diferentes processos de secagem (estufa a 48 ºC e liofilização) e as diferentes amostras obtidas foram definidas como resíduo in natura (RIN), resíduo inteiro seco em estufa (RIS), resíduo moído seco em estufa (RMS) e resíduo inteiro moído liofilizado (RIML). Todos os resíduos foram avaliados por parâmetros físico-químicos (SST, pH, Aw, umidade, acidez total titulável em NaOH, teor de cinzas, teor de proteínas, valor energético e conteúdo de vitamina C), atividade antioxidante (DPPH e ABTS) e análise instrumental (Colorimetria, UV-VIS, MEV-EDS, FTIR, DRX, TGA e DSC). Os dados obtidos foram tratados pelo Teste de Normalidade de Shapiro-Wilk e demonstraram tendência para distribuição não normal (p ≤ 0,05). Assim, foram avaliados pela Matriz de Correlação de Spearman e por Análise de Componentes Principais (PCA). As interações entre todos os parâmetros analíticos sugeriram maiores valores de atividade antioxidante para RIML, o qual expressou importante atividade antitumoral frente as células HL-60 (leucemia mielóide aguda) e Jurkat (leucemia de linfócitos T). Portanto, o extrato aquoso de RIML (E1) foi selecionado para a produção de AgNPs. Variou-se a concentração da solução de AgNO3 (1,4 mmol L-1 e 2,6 mmol L-1), a concentração do extrato (1:160 e 10:40), tempo de síntese (90 e 120 minutos) e definiu-se a melhor condição de síntese de AgNPs (48 ºC; extrato E1: AgNO3 2,6 mmol L-1 e tempo de 90 minutos). As AgNPs formadas a partir de E1 foram monitoradas espectrofometricamente (200-600 nm) e colorimetricamente a cada 15 minutos e por um período de até 10 dias. Uma banda de absorção entre 400 e 500 nm caracterizou a nanopartícula sintetizada e Potencial Zeta negativo (-26,55±0,9 mV) indicou a estabilidade desta solução, a qual mostrou atividade antimicrobiana frente a todos os microrganismos testados por meio das análises de disco difusão, CIM e CBM (Bactérias Gram-positivas (Bacillus Cereus, Bacillus Subtilis, Staphylococcus Aureus, Listeria monocytogenes, Enterococcus Faecalis e Proteus Mirabilis) e Gram-negativas (Escherichia coli, Salmonella Typhimurium e Salmonella Galinaruim). As AgNPs obtidas de E1 foram incorporadas ao revestimento alimentício formulado (amido e sorbitol) e em seguida caracterizadas por MEV-EDS, FTIR e DRX. Esse nanomaterial foi empregado na proteção da superfície das maçãs cv Gala e avaliadas durante um período de armazenamento à temperatura ambiente (25 ºC) quanto a perda de massa, pH, SST, At em NaOH, Ratio e aparência global por imagem. O efeito microbicida de nanopartículas de prata (AgNPs) em fungos que afetam potencialmente a cultura de maçãs foi testado e as propriedades do nanomaterial sintetizado incorporado em filmes de amido foi aplicado em maçãs cv Gala e demonstraram forte ação protetora prolongando a vida útil dos frutos por até 16 dias, um aumento de 12 dias em relação ao controle sem revestimento. The search for new routes of synthesis of silver nanoparticles has intensified in recent years. Thus, research on the biological method of green synthesis of nanoparticles using vegetable extracts, as a reducing agent, has been gaining more and more attention because it is a simple, fast, efficient and economically viable procedure. The objective of this work was to synthesize silver nanoparticles (AgNPs) from aqueous extract of grape residue cv BRS Violet, to characterize and evaluate its use as a protective coating of cv Gala apples. The residue of grapes cv BRS Violet was submitted to different drying processes (48 ° C and freeze-drying) and the different samples obtained were defined as in-house residue (RIN), dried in a greenhouse (RIS), dried greenhouse (RMS) and lyophilized ground whole residue (RIML). All the residues were evaluated by physical-chemical parameters (SST, pH, Aw, moisture, titratable total acidity in NaOH, ash content, protein content, energy content and vitamin C content), antioxidant activity (DPPH and ABTS) and instrumental analysis (physical colorimetry,UV-VIS, MEV-EDS, FTIR, XRD, TGA and DSC). The data obtained were treated by the Shapiro-Wilk Normality Test and showed a tendency for non-normal distribution (p ≤ 0.05). Thus, they were evaluated by the Spearman Correlation Matrix and Principal Component Analysis (PCA). The interactions between all the analytical parameters suggested higher values of antioxidant activity for RIML, which expressed important antitumor activity against HL-60 cells (acute myeloid leukemia) and Jurkat (T-lymphocyte leukemia) cells. Therefore, the aqueous extract of RIML (E1) was selected for the production of AgNPs. The concentration of AgNO3 solution (1.4 mmol L-1 and 2.6 mmol L-1), concentration of extract (1: 160 and 10:40), and time of synthesis (90 and 120 minutes) ) and the best AgNP synthesis condition (48 ° C; E1 extract: 2.6 mmol L-1 AgNO3 and 90 minutes time) was defined. AgNPs formed from E1 were monitored spectrophotometrically (200-600 nm) and colorimetrically every 15 minutes and for up to 10 days. An absorption band between 400 and 500 nm characterized the synthesized nanoparticle and negative Zeta Potential (-26.55 ± 0.9 mV) indicated the stability of this solution, which showed antimicrobial activity against all the microorganisms tested by the analysis of (Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Enterococcus faecalis and Proteus Mirabilis) and Gram-negative bacteria (Escherichia coli, Salmonella Typhimurium and Salmonella Gallinari). The AgNPs obtained from E1 were incorporated into the formulated food coating (starch and sorbitol) and then characterized by MEV-EDS, FTIR and XRD This nanomaterial was used to protect the surface of Gala apples and evaluated during a storage period at room temperature (25ºC) The microbicidal effect of silver nanoparticles (AgNPs) on the NaOH ratio, and the overall appearance fungi that potentially affect the apple culture was tested and the properties of the synthesized nanomaterial incorporated in starch films were applied to apples cv Gala and demonstrated a strong protective action prolonging the useful life of the fruits for up to 16 days, an increase of 12 days in relation uncoated control.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A eletrofiação é uma técnica de processamento de polímeros baseada na utilização de um campo eletrostático controlado, sendo capaz de produzir fibras em dimensões nanométricas com elevada área superficial e porosidade. A técnica permite a possibilidade de deposição de diversos compósitos ou cargas em matrizes poliméricas, visando melhorias de suas propriedades iniciais como por exemplo, a elétrica, mecânica, térmica e óptica. O Poli(3,4-etilenodioxitiofeno):Poli(estireno sulfonato) (PEDOT:PSS) é uma blenda polimérica que apresenta condutividade elétrica, estabilidade térmica, química e oxidativa, transparência óptica e plasticidade que permite a formação de filmes finos e outras estruturas como as nanofibras e nanofios obtidos pela eletrofiação. Em escala nanométrica, materiais baseados em polímeros conjugados, apresentam uma vasta gama de propriedades, podendo serem submetidos a diversos processos de pós-tratamentos para ampliação de suas aplicações, seja por suas características intrínsecas ou por suas associações a outros materiais. Nanofios de prata (AgNW) que se destacam por suas propriedades como transparência óptica, condutividade térmica e elétrica, sendo aplicados em compósitos orgânicos no intuito de acréscimo nos valores relativos destas propriedades na matriz orgânica, diversificando os ramos de aplicações. Umas das aplicações para estes compósitos estão nas Células Solares Poliméricas (PSC) na qual atua entre as camadas destes dispositivos, proporcionado uma interface entre o ânodo e o material doador de elétrons. Neste trabalho a avaliação das técnicas de eletrofiação e spin-coating para a formação e otimização das propriedades elétricas, ópticas e morfológicas de filmes dos compósitos PEDOT:PSS/AgNW obtidos pela técnica de spin-coating e PEDOT:PSS/PVA/AgNW obtidos pela técnica de eletrofiação foram realizadas pelo método de planejamentos experimentais. As produções de filmes dos compósitos apresentaram espessuras em torno de 40 nm, condutividade elétrica de 150 S/cm e transmitância na ordem de 92% para luz visível. Electrospinning is a manufacturing polymer technique based on a controlled electrostatic field, producing fibers on nanometric scale with high superficial area and porosity. This technique allows a variety composite or charge deposition on a polymeric matrix, improving its intrinsic properties, such as electric, mechanical, thermal and optical properties. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) is a polymeric blend with good electric conductivity, thermal stability, chemical, and oxidant, optical transparency and plasticity, properties that allow the polymeric blend to be used to obtain thin films, as other structures such as nanofibers and nanowires obtained by electrospinning technique. In a nanometric scale, materials based on conjugated polymers present a wide range of properties, allowing different post-treatment, increasing its applications, due intrinsic properties or due association with other materials. Silver nanowires (AgNW) are interesting due its properties such as optical transparency, and thermal and electric conductivity, being used on organic composites to increase those properties on organic matrix for more applications. One of those applications is Polymeric Solar Cells (PSC), lending between two layers of the dispositive, acting as an interface of the anode material and the electron donor material. In this paper, electrospinning and spin-coating techniques are analyzed for thin films production and optimization of electric, optic and morphologic properties of PEDOT:SS/AgNW composites obtain by electrospinning and spin-coating techniques, supported by Design of Experiments (DOE). Thin films produced has 40 nm of thickness, electric conductivity of 150 S/cm, and transparency of 92% for visible light.

Submitted by Larissa da Silva Marques (larissamarques.ufam@gmail.com) on 2019-03-13T11:15:41Z No. of bitstreams: 3 Larissa-Marques-Diss.pdf: 2804462 bytes, checksum: c7203345508b6fb4af3490382b326fe5 (MD5) Ata-scan.pdf: 844717 bytes, checksum: bfb80d6e99a0a69649079ca3a7db24d6 (MD5) autodeposito.pdf: 658839 bytes, checksum: c0f059292dcfa765ed7dc86aa8939d44 (MD5) Approved for entry into archive by PPGCEM Ci??ncia e Engenharia de Materiais (ppgcem@ufam.edu.br) on 2019-03-18T16:09:57Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Larissa-Marques-Diss.pdf: 2804462 bytes, checksum: c7203345508b6fb4af3490382b326fe5 (MD5) Ata-scan.pdf: 844717 bytes, checksum: bfb80d6e99a0a69649079ca3a7db24d6 (MD5) autodeposito.pdf: 658839 bytes, checksum: c0f059292dcfa765ed7dc86aa8939d44 (MD5) Approved for entry into archive by Divis??o de Documenta????o/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2019-03-18T17:52:12Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Larissa-Marques-Diss.pdf: 2804462 bytes, checksum: c7203345508b6fb4af3490382b326fe5 (MD5) Ata-scan.pdf: 844717 bytes, checksum: bfb80d6e99a0a69649079ca3a7db24d6 (MD5) autodeposito.pdf: 658839 bytes, checksum: c0f059292dcfa765ed7dc86aa8939d44 (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-18T17:52:12Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Larissa-Marques-Diss.pdf: 2804462 bytes, checksum: c7203345508b6fb4af3490382b326fe5 (MD5) Ata-scan.pdf: 844717 bytes, checksum: bfb80d6e99a0a69649079ca3a7db24d6 (MD5) autodeposito.pdf: 658839 bytes, checksum: c0f059292dcfa765ed7dc86aa8939d44 (MD5) Previous issue date: 2019-02-26 CAPES - Coordena????o de Aperfei??oamento de Pessoal de N??vel Superior Through the high energy milling of the elemental high purity powders of tin, sulfur, and selenium for one hour, under inert atmosphere, was formed a sample composed exclusively of the nanostructured solid solution SnS0.5Se0.5 (Pnma). In 50 hours of milling, under the same conditions, were identified two phases SnS0.5Se0.5 (Pnma) and SnS (Cmcm). Occurs the destabilization of the solid solution SnS0.5Se0.5 (Pnma) above 200 0C incidentally promoting the oxidation and formation of other phases in the system. The interaction between the atoms of selenium and sulfur in the solid solution SnS0.5Se0.5 (Pnma) lead to disorder in the atomic structure which caused expansion in the volume of the unit cell, obtained from the Rietveld refinement of the diffraction patterns, in ambient conditions. In high pressure this effect is insignificant in the a axis, however causes disparities in the compressibility of the b and c axis on the SnS0.5Se0.5 (Pnma) structure leading to an almost isotropic behavior. Was observed in the solid solution SnS0.5Se0.5 a continuous phase transition from the space group Pnma to the Cmcm between 7.9 and 10.1 GPa, from 12.4 GPa onwards only the solid solution SnS0.5Se0.5 (Cmcm) makes itself present and it???s stable until 20 GPa. Considering theorical calculation, DFT, although the behavior of the lattice parameter a in function of pressure was virtually the same, for the parameters b and c was not. Whilst in the DFT calculation the most compressible axis was the correspondent to the lattice parameter c, and the less compressible was the one correspondent to the parameter b, in the data obtained experimentally the axis correspondent to the lattice parameter a was the most compressible because c was only slightly more compressible than b. This phenomenon occurs due to the elimination of the existing defects, occurring at the same time as the phase transition in SnS1-xSex that incidentally lead to lower efficiency in the extinction of the corrugated configuration along the c axis reducing its compressibility. Through the fitting with the equation of state Birch-Murnaghan 3rd was calculated the bulk modulus of the nanostructured solid solution SnS0.5Se0.5 in 30 GPa. A partir da moagem de alta energia dos p??s elementares de alta pureza de estanho, enxofre e sel??nio durante uma hora, sob atmosfera inerte, foi formada a amostra composta exclusivamente da solu????o s??lida SnS0.5Se0.5 (Pnma) nanoestruturada. Em cinquenta horas de moagem, nas mesmas condi????es, foram identificadas as fases SnS0.5Se0.5 (Pnma) e SnS (Cmcm). Ocorre a desestabiliza????o da solu????o s??lida SnS0.5Se0.5 (Pnma) a partir de 200 0C incidentalmente promovendo oxida????o e forma????o de outras fases do sistema. A intera????o entre os ??tomos de sel??nio e enxofre na solu????o s??lida SnS0.5Se0.5 (Pnma) levou a desordem da estrutura at??mica o que causou a expans??o do volume da c??lula unit??ria em condi????es ambiente. Em altas press??es esse efeito ?? desprez??vel no eixo correspondente ao par??metro de rede a, entretanto causa disparidades na compressibilidade dos correspondentes aos eixos b e c da estrutura da solu????o s??lida SnS0.5Se0.5 (Pnma) levando a um comportamento pr??ximo do isotr??pico. Foi observada na solu????o s??lida SnS0.5Se0.5 a transi????o de fase cont??nua do grupo espacial Pnma para o Cmcm entre 7.9 e 10.1 GPa, a partir de 12.4 GPa somente a solu????o s??lida SnS0.5Se0.5 (Cmcm) se faz presente e ?? est??vel at?? 20 GPa. Considerando os c??lculos te??ricos, DFT, em compara????o com os valores obtidos do refinamento Rietveld, embora o comportamento do par??metro de rede a em fun????o da press??o tenha sido virtualmente o mesmo, os par??metros b e c n??o o foram. Enquanto nos c??lculos de DFT o eixo mais compress??vel foi o correspondente ao par??metro de rede c e o menos compress??vel o correspondente ao b, nos dados obtidos experimentalmente o eixo a foi o mais compress??vel pois c se mostrou apenas ligeiramente mais compress??vel que b. Esse fen??meno ocorre devido a elimina????o de defeitos presentes, que ocorre ao mesmo tempo da transi????o de fase no SnS1-xSex que incidentalmente causa perda de efici??ncia na extin????o da configura????o de zigue-zague no eixo c reduzindo sua compressibilidade. Atrav??s do ajuste pela equa????o de estado Birch-Murnaghan de terceira ordem foi calculado o m??dulo de bulk da solu????o s??lida a SnS0.5Se0.5 nanoestruturada em 30 GPa.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Nanopartículas (NPs) metálicas, como as de Au, apresentam propriedades ópticas interessantes devido ao efeito de ressonância plasmon de elétrons de superfície (RPS) na região visível do espectro e são facilmente detectadas através da espectroscopia UV-Vis. Seus valores de energia são dependentes de quatro fatores: densidade de elétrons, formato e tamanho das NPs e o ambiente dielétrico em que se encontram, tornando-as ótimos nanomateriais para aplicação em sensores ópticos. Nesse trabalho foram sintetizados filmes de nanocompósitos de nanotubos de carbono (NTCs) de paredes múltiplas ancorados em nanopartículas de ouro (AuNPs) sobre um substrato de sílica funcionalizado com 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) para futura aplicação em sensores ópticos a fibra óptica. Dois filmes diferentes de AuNPs (AAT e BHT), com diferentes propriedades ópticas foram preparados utilizando dois diferentes agentes redutores (ácido ascórbico e boroidreto de sódio, respectivamente) e tratamento térmico. Os NTCs por sua vez, foram funcionalizados com hidrocloreto n-(3-dimetilaminopropil)-n′- etilcarbodiimida (EDC) e n-hidroxissuccinimida (NHS), e ligados aos filmes de AuNPs com o auxílio de cisteamina. Durante o tratamento térmico foi possível obter deslocamentos para menores comprimentos de onda de até 109 nm da banda plasmônica para uma das amostras contendo apenas o filme de AuNPs. Por outro lado, a ancoragem de NTCs deslocou as bandas plasmônicas para o vermelho em até 63 nm. As modificações realizadas nos filmes de AuNPs nesse trabalho permitem uma fácil modulação da banda plasmônica para diferentes comprimentos de onda, aumentando seu leque de possibilidades em aplicações como sensores. Metallic nanoparticles (NPs), such as the gold, show interesting optical properties due the surface plasmon resonance (SPR) in the visible region of the spectrum and are easily detected by UV-Vis spectroscopy. Their energies are dependent by four factors: electron density, format and size of the NPs and also the dielectric environment in which they are, making them great nanomaterials to apply in optical sensors devices. In this work, nanocomposites of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) anchored on films of gold nanoparticles (AuNPs) were synthesized over a silica substrate functionalized with 3-aminopropyltrietoxysilane (APTES) for future application on optical fiber based sensors. Here, two films of AuNPs with different optical properties (AAT and BHT samples) were prepared using different reductor agents (ascorbic acid and sodium borohydride). The MWCNTs were functionalized with n-(3-dimethylaminopropyl)-n′-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) and n-hydroxysuccinimide (NHS) and attached to the AuNPs film assisted by cysteamine. Plasmon band blue shifts around 109 nm were obtained for samples comprising only of AuNPs after termic treatment and red shifs around 63 nm were obtained after attaching the carbon nanotubes. The shifts were more noticiable for the AAT samples. The result obtained here shows an easy method to modulate the plasmonic band to different wavelenghts, increasing its applications for sensoring.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A presença de bisfenol A (BPA) em águas naturais causa preocupação, já que o composto é um desregulador endócrino com potenciais malefícios à saúde, mesmo em baixas concentrações. Indícios de que os sistemas convencionais de tratamento de água não removem o composto já existem, e trazem a necessidade da busca por formas mais eficientes de tratamento. O objetivo deste trabalho consiste em aplicar um carvão ativado pulverizado (CAP) e óxido de grafeno (GO) na remoção de BPA pelo processo de adsorção. A adsorção de BPA em CAP foi avaliada pela construção de ensaio cinético utilizando 10 mg de adsorvente e solução de 100 mg L-1 de BPA. O CAP também foi avaliado pela influência da massa de adsorvente (10-40 mg) e pH (2-12) sobre a capacidade de adsorção no equilíbrio (qe) do material, além da construção de uma isoterma pela variação da concentração (50- 175 mg L-1) de BPA em solução. Os resultados indicaram que o equilíbrio foi atingido em 120 minutos para o CAP, sendo o maior qe obtido com o uso de 10 mg de CAP em pH 9. A adsorção se mostrou favorável, com um bom ajuste ao modelo de Langmuir e uma capacidade máxima de adsorção em monocamada (qmax) de 364,96 mg g-1. O GO foi preparado em laboratório, segundo método de Hummers. A adsorção de BPA em GO foi avaliada pela construção de ensaio cinético nas mesmas condições utilizadas para o CAP, além de avaliada a influência da massa de adsorvente (10-40 mg) e pH (2-12) sobre a capacidade de adsorção do material. O equilíbrio foi atingido em 360 minutos, e o maior qe (35,50 mg g-1) foi obtido quando utilizada a massa de 10 mg em pH 7. Os resultados indicam que o uso do CAP se mostrou mais interessante do que o GO para a remoção de BPA da água, nas condições utilizadas no estudo, já que um menor tempo de equilíbrio e um maior qmax foram obtidos com este material. The presence of bisphenol A (BPA) in natural waters causes concern, as this compound is an endocrine disruptor with potential health effects even in low concentrations. Evidence that water treatment systems are not capable of removing this compound already exists, and it generates a necessity of more efficient ways to remove it from water. The aim of this work is to apply one pulverized activated carbon (PAC) and graphene oxide (GO) to remove BPA by the adsorption process. The adsorption of BPA in PAC was evaluated using 10 mg of adsorbent and 100 mg L-1 BPA solution. PAC was also evaluated through the influence of mass (10-40 mg) and pH (2-12) over the adsorption capacity (qe) of the material, in addition to an isotherm prepared using different solution concentrations (50-175 mg L-1) of BPA. Equilibrium was reached in 120 minutes, and adsorption capacity increased with the use of 10 mg at pH 9. Adsorption in PAC was favorable, with a good fit to Langmuir model and a maximum monolayer adsorption capacity (qmax) of 364.96 mg g-1. GO was prepared in laboratory, according to Hummers method. Adsorption in GO was evaluated through a kinetic study using the same conditions applied to PAC, in addition to a study of the influence of adsorbent mass (10-40 mg) and pH (2-12) over the adsorption capacity of the material. Equilibrium was reached in 360 minutes, and the larger qe (35.50 mg g-1) was obtained with 10 mg and pH 7. Results indicate that PAC is more interesting than GO to remove BPA from water, in the conditions applied in this study, since a lower equilibrium time and a higher qmax were obtained with this material.

O uso das perovskitas híbridas orgânico-inorgânico com a fórmula geral ABX3 (A=CH3NH3+, HC(NH2)2+; B=Pb2+, Sn2+; X=I-, Br-, Cl-) como absorvedores de luz se intensificou muito nos últimos anos devido às suas propriedades ópticas e eletrônicas. A alta eficiência de conversão de radiação solar em energia elétrica, o baixo custo de produção e a possibilidade de processamento por solução em baixas temperaturas, favorecem o uso destes materiais em diferentes aplicações eletro-ópticas, incluindo dispositivos fotovoltaicos. Entretanto, este sistema ainda apresenta algumas limitações, como a baixa estabilidade estrutural a longo prazo. Questões envolvendo o mecanismo de formação e degradação desta classe de material, assim como seus processos de condução eletrônica permanecem sob investigação. Neste trabalho, filmes de perovskita CH3NH3PbI3 foram produzidos pelo método de centrifugação em duas etapas, e os efeitos do tratamento térmico e da concentração dos percursores sobre as propriedades ópticas e estruturais foram analisados. O espectro de absorção óptica do filme de PbI2 exibe os diferentes graus de coordenação do PbI2 com o solvente dimetilformamida (DMF). Após a deposição do componente orgânico CH3NH3I (MAI), diluído em isopropanol (IPA), sobre o filme de PbI2, o espectro de absorção óptica continua a apresentar estruturas associadas aos complexos de PbI2/DMF na região de 360 a 520 nm, além da transição característica da perovskita em 760 nm. Na região espectral compreendida entre a absorção dos complexos associados ao PbI2 e da perovskita, é evidenciada absorções de fases ainda não totalmente compreendidas na literatura. Ao adicionar o MAI/IPA, novos complexos podem ser gerados, como por exemplo, a fase (MA)2(DMF)2Pb3I8, recentemente relatada na literatura. Esta fase intermediária foi observada nos difratogramas de raios-X, comprovando os diferentes graus de complexações entre o PbI2, o MAI e os solventes. Análises de raios-X mostram que a intensidade dos picos do PbI2 e da perovskita aumentam com o tempo de tratamento térmico, em detrimento da dissociação desta fase intermediária. É mostrado que a fase intermediária favorece a cristalização da perovskita em estrutura de nanofios. Supõe-se que a ausência de tratamento térmico do filme de PbI2 é determinante para a formação de fases intermediárias. Também foi observado que diferentes razões estequiométricas acarretam em distintas composições de fases, morfologias e propriedades ópticas. É possível que o aumento da concentração de MAI favoreça a formação de fases intermediárias, enquanto o contínuo tratamento térmico leva a dissociação destas fases intermediárias em complexos de PbI2 e perovskita. The use of the organic-inorganic hybrid perovskites with the general formula ABX3 (A=CH3NH3+, HC(NH2)2+; B=Pb2+, Sn2+; X=I-, Br-, Cl-) as light absorbers has greatly intensified in recent years due to its optical and electronic properties. The high efficiency of converting solar radiation into electrical energy, the low production costs and the possibility of processing by low temperature solution, encourage the use of these materials in different electro-optical applications, including photovoltaic devices. However, this system still has some limitations, such as low long-term structural stability. Issues related to the formation and degradation mechanism of this class of material, as well its electronic conduction processes remain under investigation. In this work, CH3NH3PbI3 perovskite films were produced by two-step spin coating method, and the effects of heat treatment and precursor stoichiometry on the optical and structural properties were analyzed. The absorption spectra of the PbI2 film exhibits different coordination degree of PbI2 with the solvent dimethylformamide (DMF). After the deposition of the organic component CH3NH3I (MAI), diluted in isopropanol (IPA), over PbI2 film, the spectra continues to exhibit structures associated to PbI2/DMF complexes in the region of 360 to 520 nm, in addition to the characteristic transition of perovskite at 760 nm. In the spectral region between the PbI2 complexes and perovskite absorptions, is evidenced absorptions of phases not fully understood in the literature. By adding MAI/IPA, new complexes can be generated, for example (MA)2(DMF)2Pb3I8 phase, recently reported in the literature. This intermediate phase was observed in X-ray diffractograms, demonstrating the different complexations degrees between PbI2, MAI and solvents. X-ray analysis shows that the intensity of PbI2 and perovskite peaks increase with the annealing time, at the expense of the dissociation of this intermediate phase. It is shown that the intermediate phase favors crystallization of perovskite in nanowire structure. It is supposed that the absence of heat treatment of the PbI2 film is determinant for the formation of intermediate phases. It was also observed that different stoichiometric ratios lead to different phases compositions, morphologies and optical properties. It is possible that increased MAI concentration favors the formation of intermediate phases, while the continuous heat treatment leads to the dissociation of these intermediate phases into PbI2 complexes and perovskite.

Submitted by Luís Felipe Bricks Bim (felipebricks@gmail.com) on 2018-08-18T17:12:46Z No. of bitstreams: 1 Repositório_Dissertação_LFBB.pdf: 6847873 bytes, checksum: adc1da5ae1df8f8f93025cc7c369a323 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-08-23T13:17:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bim_lfb_me_araiq_par.pdf: 913535 bytes, checksum: ca122c2f1f661164b15d3157468fec8c (MD5) Made available in DSpace on 2018-08-23T13:17:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bim_lfb_me_araiq_par.pdf: 913535 bytes, checksum: ca122c2f1f661164b15d3157468fec8c (MD5) Previous issue date: 2018-07-27 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) A busca por compostos poliméricos altamente porosos e cristalinos tornou-se uma realidade em pesquisas ao redor do mundo e tem despertado, nas últimas três décadas, um interesse crescente não só da comunidade científica como de diversas áreas da tecnologia, devido às suas estruturas supramoleculares e topologias estruturais atraentes e potencialidades para aplicações tecnológicas inovadoras de alto valor agregado. Contudo, sínteses de precipitação por via úmida ou por métodos hidro/solvotérmicos podem suscitar a formação de redes de coordenação porosas altamente insolúveis, o que dificulta a obtenção de monocristais passíveis de serem facilmente caracterizados por difração de raios X. Difenilfosfinatos de terras taras – [TR(dpp)3]n , sintetizados pela reação direta entre um cloreto de terra rara (TRCl3) e o ácido difenilfosfínico (Hdpp), são exemplos autênticos que integram esta classe de materiais altamente insolúveis e que não produzem monocristais. O objetivo central deste trabalho foi sintetizar compostos de coordenação envolvendo cátions trivalentes de terras raras e o ligante organofosforado difenilfosfinato através de 4 diferentes metodologias de precipitação por via úmida – síntese de precipitação por via úmida (PVU); assistida por ultrassom (U-PVU); assistida por modulador (M-PVU); com tratamento solvotérmico (S-PVU) – e caracterizá-los, investigando e determinando suas propriedades estruturais e espectroscópicas. Tais metodologias permitiram a obtenção de polímeros de coordenação nanoestruturados 1D1, isoestruturais, com partículas em formato de nanobastões e/ou nanofios, nos quais coexistem os modos de coordenação ponte e quelato e com rendimentos globais de reação sempre superiores a 90%. Ademais, a concepção desses [TR(dpp)3]n como estruturas oligoméricas com, ao menos, três unidades de repetição, foi pela primeira vez evidenciada. Dados provenientes das análises elementar dos [TR(dpp)3]n, aliados aos das titrimetrias de complexação, permitiram confirmar a proporção metal:ligante 1:3 como a envolvida na formação dos compostos da série dos difenilfosfinatos de terras raras. As metodologias U-PVU, M-PVU e S-PVU propiciaram a nucleação homogênea e um maior controle da taxa de recristalização para a preparação dos [TR(dpp)3]n, levando a um aumento da cristalinidade dos materiais e uma melhoria em suas qualidades morfológicas. De fato, as imagens de MEV-FEG revelaram controle da forma e tamanho das partículas dos [TR(dpp)3]n em função da metodologia empregada. Assim, modificações na cinética de precipitação e na taxa de formação das fases cristalinas levaram a distribuição de íons TR3+ preferencialmente em sítios de alta simetria (SAS). De todas as metodologias testadas, a que melhor ordenou a estrutura dos [Eu(dpp)3]n foi a S-PVU, reduzindo significativamente a contribuição dos sítios de baixa simetria para a emissão. De maneira inédita, a existência de mais de um tipo de sítio de simetria ocupado pelo íon Eu3+ em uma matriz pura de [Eu(dpp)3]n também foi reportada. Por fim, a emissão característica do íon Er3+, à temperatura ambiente, no composto [Er(dpp)3]n permitiu pressupor que difenilfosfinatos de terras raras sejam matrizes poliméricas pouco flexíveis, as quais não sofrem grandes influências de relaxações por vibração. The search for highly porous and crystalline polymer compounds has become relevant in the research around the world and has generated, in the last three decades, a growing interest not only in the scientific community but also in several areas of technology. Main reasons for this are due to their supramolecular structures, aesthetically attractive structural topologies and potentialities for innovative technological applications of high added value. However, obtaining RE3+MOFs by wet route precipitation or hydro/solvothermal methods may lead to the formation of highly insoluble porous coordination networks, which makes it difficult to obtain single-crystals that can be easily characterized by X-ray diffraction. Rare earth diphenylphosphinates – [RE(dpp)3]n, synthesized by direct reaction between a rare earth chloride (RECl3) and diphenylphosphinic acid (Hdpp), are authentic examples that integrate this class of materials presenting very low solubilities that do not produce single crystals. The main objective of this work was to synthesize coordination compounds involving trivalent rare earth cations and the organophosphorous ligand diphenylphosphinate through 4 different wet route precipitation methodologies – wet route (WRS), ultrasound-assisted wet route (U-WRS), modulator-assisted wet route (M-WRS) and wet route synthesis with solvothermal treatment (S-WRS) – and to characterize them by investigating and determining their structural and spectroscopic properties. Such methodologies allowed the obtaining of nanostructured 1D1 isostructural coordination polymers with nanorod and/or nanowire shaped particles, in which bridge and chelate coordination modes coexist and with overall reaction yields always higher than 90%. In addition, the design of these [RE(dpp)3]n as oligomeric structures with at least three replicate units was first evidenced. Data from the elemental analyzes of [RE(dpp)3]n, together with complexation titrimetries results, allowed us to establish the 1:3 metal:ligand ratio as involved in the formation of [RE(dpp)3]n compounds series. U-WRS, M-WRS and S-WRS methodologies provided a homogeneous nucleation and a controlled recrystallization rate for [RE(dpp)3]n preparations, leading to a significant increase in the crystallinity of the material and an improvement in its morphological quality. In fact, SEM-FEG images revealed control of [RE(dpp)3]n shape and particle size n as a function of the methodology employed. Thereby, changes in precipitation kinetics and crystalline phases formation rate generated a distribution of RE3+ ions in higher symmetry sites. Of all the methodologies tested, the one that best ordered the structure of [RE(dpp)3]n was the S-PVU, significantly reducing the contribution of the less symmetrical site to the emission. In an unprecedented way, the existence of more than one type of symmetry site occupied by Eu3+ ion in a [Eu(dpp)3]n pure matrix has also been reported. Finally, the characteristic emission of the Er3+ ion in the compound [Er(dpp)3]n, at room temperature, has allowed us to assume that rare earth diphenylphosphinates are poorly flexible polymer matrices, which are not influenced by vibrational relaxations. CNPq: 134688/2016-3

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) Nanopartículas (NPs) metálicas são uma classe importante de nanomateriais que têm fascinado cientistas pelas suas propriedades ópticas extraordinárias devido sua ressonância plasmônica de superfície. A frequência dessa ressonância depende fortemente do tamanho, forma, interações entre partículas vizinhas, propriedades dielétricas e meio em que as NPs se encontram. Sendo assim, as NPs tornaram-se materiais importantes para aplicações em sensoriamento óptico, pois podem melhorar a sensibilidade e, também, a seletividade desses sensores. Neste trabalho é reportado o crescimento de nanocompósitos formados por nanopartículas de prata (AgNPs) recobertas pelo complexo β-dicetonato de európio, [Eu(tta)3(H2O)2], em que o ligante tta é o β-tenoiltrifluoracetonato, em um substrato de sílica para futura aplicação em sensores de fibra óptica. Especificamente, esse trabalho oferece a oportunidade de estudar a interação entre a SPR das AgNPs e a fluorescência do complexo luminescente, bem como as mudanças nas propriedades ópticas do material como a intensificação da fluorescência pela presença da superfície metálica nanoparticulada (metal enhanced fluorescence - MEF) ou ainda a intensificação da absorção. Os resultados obtidos pelas caracterizações realizadas pelas técnicas de DRX, FT-IR e MET indicam que a rota química de síntese do nanocompósito proposta mostrou-se funcional e, além disso, os resultados obtidos por espectroscopia UV-Vis e por fotoluminescência mostraram a existência da interação entre a banda de absorção do complexo e a banda de absorção plasmônica das AgNPs. Nos espectros UV-Vis, foram observados deslocamentos para valores de maiores comprimento de onda da banda do complexo referente a transição π-π* do ligante tta, devido à interação eletromagnética entre as AgNPs e o [Eu(tta)3(H2O)2], quando as moléculas do complexo recobrem de maneira organizada a superfície das NPs, formando agregados J. Nos espectros de emissão, essa interação converteu-se em supressão da luminescência pela concentração do complexo, ou seja, pela perda de energia caracterizada pela formação de agregados J na superfície das AgNPs e, também, pela a perda de energia para a superfície metálica, competição de absorção entre as AgNPs e o complexo de európio no comprimento de onda de excitação. No entanto, quando a concentração do complexo é cerca de 10 vezes maior, foi observada a intensificação da luminescência, pois a SPR excita os emissores de luz próximo ao metal, por interações dipolo-dipolo. Sendo assim, as propriedades ópticas dos nanocompósitos estudados aqui mostram que tais materiais são excelentes candidatos para aumentar a sensibilidade dos sensores baseados em fibras ópticas. Metallic nanoparticles (NPs) are an important class of nanomaterials that have fascinated scientists due to their extraordinary optical properties owing to their surface plasmon resonance (SPR). The SPR frequency is strongly dependent of the size, shape, interparticle interactions, dielectric properties and local environment of the nanoparticle. Therefore, NPs have been recognized in optical sensors application mainly due to their high sensitivity and selectivity displayed on devices. Herein, we report the growth of a nanocomposite formed by silver nanoparticles (AgNPs) coated with europium complex, [Eu(tta)3(H2O)2], onto the surface of silica substrate. For future application in fiber optic sensors. Specifically, this work offers the opportunity to study the interaction between the SPR of the AgNPs and the fluorescence of the luminescent complex and the changes in the optical properties of the material such as metal enhanced fluorescence (MEF) or the intensification of the absorption. The proposed route of synthesis of the nanocomposite was functional and the results showed the existence of the interaction between the complex absorption band and the surface plasmon band of the AgNPs. In the UV-Vis spectra, red shifts of the π-π* absorption were observed due to electromagnetic interaction between AgNPs and [Eu(tta)3(H2O)2] when the complex cover the surface of the NPs in an organized way (J-aggregates). In photoluminescence spectra, this interaction quenched the luminescence by concentration, that is, by the loss of energy characterized by the J-aggregation on the surface of the AgNPs and by the loss of energy for the metal surface due to absorption competition between the AgNPs and the europium complex. However, when the concentration of the complex is higher, metal enhanced fluorescence was observed because the SPR excites the light emitters near the metal, by dipole-dipole interactions. Thus, the optical properties of the nanocomposite studied here show that this material is an excellent candidate for increasing the sensitivity of the sensors.

Submitted by MICHELLE AYRES DE CAMPOS PINTO null (xelle_ayres@hotmail.com) on 2016-08-05T03:48:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 5119468 bytes, checksum: e45252647622db705d58e5563576139d (MD5) Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-10T13:39:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pinto_mac_me_bauru.pdf: 5119468 bytes, checksum: e45252647622db705d58e5563576139d (MD5) Made available in DSpace on 2016-08-10T13:39:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pinto_mac_me_bauru.pdf: 5119468 bytes, checksum: e45252647622db705d58e5563576139d (MD5) Previous issue date: 2016-06-07 O presente trabalho visa propor o uso de filmes nanoestruturados de PAni/MWCNT-COOH em sensores eletroquímicos aplicados à detecção de compostos fenólicos. A sinergia das propriedades condutoras dos nanotubos de carbono, CNT, com as propriedades mecânicas, como a moldabilidade, e comportamento eletroquímico bem conhecido do polímero condutor polianilina, PAni, foram os fatores determinantes para a proposta. Os filmes nanoestruturados foram construídos através da técnica Layer by Layer (LbL) variando-se o número de bicamadas do filme (1, 3, 5, 7 e 10 bicamadas) para avaliar a influência de sua arquitetura no funcionamento do sensor. Para avaliar as propriedades do compósito foram utilizados dois filmes, PAni/PVS (polivinilsulfato de sódio) e PEI/MWCNT-COOH (polietilenoimina / nanotubos de parede múltipla funcionalizados), com ambos os materiais isolados para comparação dos resultados obtidos. A análise por Voltametria Anódica de Redissolução por Onda Quadrada (SWASV) demonstrou que os filmes de PAni/MWCNT-COOH com 1, 3 e 5 bicamadas, assim como o filme de PAni/PVS não detectaram o analito 2-clorofenol. Por outro lado, o filme de PAni/MWCNT-COOH com 7 e 10 bicamadas e o filme de PEI/MWCNT-COOH detectaram a presença do analito, porém o limite de quantificação inferior do filme de 7 bicamadas foi superior a 1 ppm (7,78 μmol L-1) sendo ineficaz para aplicação ambiental. O filme que apresentou os melhores resultados para detecção dos analitos foi o filme PAni/MWCNT-COOH com 10 bicamadas. Os valores obtidos para o analito 2-clorofenol foram limites de quantificação de 4,7 – 15,9 μmol L-1, limite de detecção de 1,35 μmol L-1 e sensibilidade de 3,35 x 10-7 A . mol cm-² L-1. Para o analito 3-clorofenol foram obtidos limites de quantificação de 2,8 – 9,3 μmol L-1, limite de detecção de 1,1 μmol L-1 e sensibilidade de 2,3 x 10-7 A. mol cm-² L-1. Para o fenol, os seguintes valores foram obtidos: limites de quantificação de 3,7 – 11,2 μmol L-1, limite de detecção de 2,3 μmol L-1 e sensibilidade de 1,4 x 10-7 A. mol cm-² L-1. This work proposes the use of PAni/MWCNT-COOH nanostructured films as electrochemical sensors applied to the detection of phenolic compounds. The synergy of carbon nanotubes, CNT, conductive properties with the mechanical properties, such as moldability, and well known electrochemical behavior of conducting polymer polyaniline, Pani, were the determining factors for this proposal. The nanostructured films were built using layer by layer (LbL) technique, changing the number of film bilayers (1, 3, 5, 7 and 10 bilayers) to evaluate the architectures influence on sensor performance. To compare the properties of the composite, two films were used, PAni/PVS (sodium poly(vinyl) sulfate) and PEI/MWCNT-COOH (polyethyleneimine / multi wall carbon nanotubes functionalized), with each isolated material for comparing the obtained results. Square-wave anodic stripping voltammetry (SWASV) analysis showed that the PAni/MWCNT-COOH films with 1, 3 and 5 bilayers, as well as the PAni/PVS film, did not detect the analyte 2-chlorophenol. On the other hand, the PAni/MWCNT-COOH film with 7 and 10 bilayers, and the PEI / MWCNT-COOH film detected the analyte, but the 7 bilayer film quantification limit was higher than 1 ppm (7.78 μmol L-1) being ineffective for environmental applications. The best results for analyte detection were presented by the PAni/MWCNT-COOH film. The values obtained for the 2-chlorophenol analyte were in the range from 4.7 to 15.9 μmol L-1, the detection limit was 1.35 μmol L-1 and the sensibility was 3.35 x 10-7 A . mol cm-² L-1. For the 3-chlorophenol analyte the range was 2.8 to 9.3 μmol L-1, the detection limit was 1.1 μmol L-1 and the sensibility was 2.3 x 10-7 A . mol cm-² L-1. For phenol, the following values were obtained: range of 3.7 – 11.2 μmol L-1, detection limit of 2.3 μmol L-1 and sensibility of 1.4 x 10-7 A mol cm-² L-1.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) The comprehension of the phenomena related to magnetism allowed advances in various fields of knowledge and several modern applications that are now part of our daily lives. Specifically, the magnetic nanoparticles (NPs) has aroused a great interest among researchers in recent decades. This curiosity due to its unique properties is due to its small size and surface interactions. One of the main physical phenomena that appear when we reduce the size of a magnetic particle is called superparamagnetism. In this work, we have looked for a description and understanding of the mathematical formalism attached to magnetic phenomena at nanoscale through the application of the Langevin’s function to magnetic NPs in superparamagnetic regime and non-interacting model. Accordingly, we use theoretical simulations of magnetization curves as a function of applied field to study some parameters and verify its compatibility with magnetic characterization data obtained for samples of NPs magnetite and maghemite. In this way, we can get relevant information to the analysis of the magnetic behavior of nanoparticulate systems. Finally, we have lunched the potential of these magnetic NPs in biomedical applications both in diagnostic techniques and in disease treatments. A compreensão dos fenômenos ligados ao magnetismo permitiu avanços nas mais variadas áreas do conhecimento e diversas aplicações modernas que hoje fazem parte do nosso cotidiano. Especificamente, as nanopartículas (NPs) magnéticas têm despertado um grande interesse por parte dos pesquisadores nas últimas décadas. Essa curiosidade devido às suas propriedades diferenciadas é decorrente de suas dimensões reduzidas e de interações de superfície. Um dos principais fenômenos físicos que surgem ao se reduzir o tamanho de partículas magnéticas é o chamado superparamagnetismo. Neste trabalho, procuramos por uma descrição e entendimento do formalismo matemático ligado ao fenômeno magnético em nanoescala por meio da aplicação do modelo proposto por Langevin a NPs magnéticas em regime superparamagnético não-interagente. Nesse sentido, utilizamos de simulações teóricas de curvas de magnetização em função do campo aplicado a fim de estudar alguns parâmetros e verificar sua compatibilidade com dados de caracterização magnética obtidos para amostras de NPs de magnetita e maghemita. Desta forma, podemos obter informações relevantes para a análise do comportamento magnético desses sistemas nanoparticulados. Por fim, evidenciamos as potencialidades dessas NPs magnéticas nas aplicações biomédicas tanto em técnicas de diagnóstico quanto em tratamentos de doenças.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) In the present work, Layer-by-Layer films of Anti-PSA antibody in the absence and presence of DPPG liposomes were produced in order to study the detection of prostate specific antigen (PSA) by different characterization techniques. The free Anti-PSA antibody in solution and incorporated into liposome was characterized by UV-vis spectroscopy and Circular Dichroism (CD). In the first characterization, it was verified the main absorption bands of the antibody and a possible aggregation in the absence of the liposome. CD measurements indicated disordered structures of free antibody. However, its secondary structure (ß-Sheet) was maintained in the presence of liposomes. The film Layer- by-Layer of free Anti-PSA antibody and incorporated into DPPG liposomes was done alternating the antibody with different polycations, PAH (poly (allylamine hydrochloride)) and PEI (poly (ethyleneimine)). The films fabricate on quartz and gold sensors were characterized by UV-vis and SPR spectroscopy. These results proved the deposition of the materials on different substrates and the PEI was the best polyelectrolyte for immobilization of the antibody. Through the SPR measures it was simulated thickness and refractive index of the film bilayers. The PEI, PVS and Anti-PSA casting film and PEI/PVS and PEI/Anti-PSA LbL films were characterized by FTIR, it was observed through the bands of the spectra the interaction between the polyelectrolyte and found the deposition of antibody in the film. Acting as PSA detection unit, the (PEI/PVS)1/(PEI/Anti-PSA+DPPG)5 and (PEI/PVS)1/(PEI/Nati-PSA)5 films were characterized by cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and SPR and both systems were able to detect PSA at concentrations below 4 ng.mL-1 that is the normal concentration for a healthy individual. No presente trabalho foram produzidos filmes nanoestruturados camada por camada (LbL) de anticorpo Anti-PSA na ausência e na presença de lipossomos de DPPG, a fim de estudar a detecção do antígeno prostático específico (PSA) por diferentes técnicas de caracterização. A solução de anticorpo Anti-PSA, livre e incorporado em lipossomo, foi caracterizada por espectroscopia UV-vis e Dicroísmo Circular (CD). Sendo que no primeiro caso, foram verificadas as principais bandas de absorção do anticorpo e uma possível agregação na ausência do lipossomo. As medidas de CD indicaram estruturas desordenadas do anticorpo livre e na presença do lipossomo o anticorpo manteve a sua estrutura secundária (Folha-ß). Os filmes LbL de anticorpo Anti-PSA e Anti-PSA+DPPG, alternados com diferentes policátions, PAH (poli(alilamina hidroclorada)) ou PEI (poli(etilenoimina)) foram fabricados sobre quartzo e o sensor de ouro modificado com 11-MUA e caracterizados por espectroscopia UVvis e Ressonância Plasmônica de Superfície (SPR), no qual foi constatado a deposição dos materiais nos diferentes substratos e definido o PEI como melhor polieletrólito para imobilização do anticorpo. Através das medidas de SPR também foi simulado a espessura e o índice de refração das bicamadas de filmes. Os filmes casting de PEI, PVS e Anti-PSA e os filmes LbL destes materiais foram caracterizados por Espectroscopia de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), através das bandas dos espectros no modo de transmissão e reflexão verificou-se a interação entre os polieletrólitos e constatou a deposição do anticorpo no filme. Atuando como unidade de detecção do PSA os filmes de (PEI/PVS)1/(PEI/Anti-PSA+DPPG)5 e de (PEI/PVS)1/(PEI/Nati-PSA)5 foram caracterizados por voltametria cíclica (VC), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e por SPR, e, ambos sistemas foram capazes de detectar o PSA em concentrações inferiores a 4 ng.mL-1 que é a concentração normal para um indivíduo saudável. 2013/23288-0

Este estudo investigou a síntese de espinélio MgAl204 (MA) por combustão em solução (SCS), a caracterização microestrutural dos pós obtidos, a sua sinterização e a sua ação inibidora da combustão de carbono. Como precursores, foram empregados o nitrato de alumínio, nitrato de magnésio e sacarose em água. A fase cristalina somente foi obtida após um tratamento térmico a 900°C do pó como-sintetizado. Os pós obtidos foram caracterizados por análise termodiferencial (ATD) e termogravimétrica (ATG), granulometria por dispersão a laser (GDL), BET para análise de área superficial, análise cristalográfica por difração de Raios X (DRX) e por espectroscopia Raman e FTIR, e a morfologia por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os pós de MA apresentaram-se como constituídos de cristalitos nanométricos, com tamanho médio de 21,69nm (calculado via software WinFit) e 35,32nm (estimado por MET). Por análise granulométrica, constatou-se um tamanho de aglomerado médio de 8,21μm, em uma distribuição tetramodal, com uma larga distribuição de tamanho. A área superficial dos pós MA, tratados termicamente a 900°C, alcançou 17,47m²/g. Por MEV, constatou-se que esses aglomerados apresentam uma morfologia irregular, além de vazios (poros internos). Os pós de MA assim obtidos foram prensados uniaxialmente e queimados em diferentes temperaturas (1350-1650°C). Os corpos sinterizados foram caracterizados quanto às propriedades físicas (densidade aparente, absorção de água, porosidade aparente e retração linear), mecânicas (resistência à flexão 4 pontos) e quanto à microestrutura (por MEV). A maior densidade aparente obtida foi de 2,607g/cm3, para uma temperatura de 1650°C, representando uma densificação de 51%, para uma retração linear de 10,06%. A máxima resistência à flexão foi de 51,33MPa e o maior módulo de elasticidade 26,13GPa. A avaliação da ação inibidora dos pós de MA foi realizada pela sua incorporação a diferentes teores em flocos de grafite e posterior aquecimento em termobalança. Constatou-se que os pós de MA apresentaram potencial para o uso como aditivos antioxidantes de materiais à base de carbono em altas temperaturas, pois levaram à diminuição da perda de massa do grafite durante o seu aquecimento e a um aumento da temperatura onset. This study investigated the synthesis of MgAl204 spinel (MA) by combustion in solution, microstructural characterization of the powders, the sintering process and the inhibiting action of carbon combustion. As precursors were used aluminum nitrate, magnesium nitrate and sucrose in water. The crystalline phase was obtained only after a heat treatment at 900 ° C of the as-synthesized powder. The powders were characterized by differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetric (TGA), laser scattering for particle size, BET for analysis of surface area, crystallographic analysis by X-ray diffraction (XRD) and by Raman and FTIR spectroscopy, and morphology by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The powders were presented as consisting of nanosized crystallites with an average crystallite size of 21,69nm (calculated via Winfit software) and 35,32nm (estimated by TEM). The sieve analysis had an average agglomerate size of 8,21μm, in a tetramodal distribution with a wide size distribution. The surface area of the powders calcined at 900°C reached 17,47m²/g. By SEM, it was verified that these clusters have an irregular morphology, and voids (internal pore). The MA powders thus obtained were uniaxially pressed and fired at different temperatures (1350-1650). The powders sintered were characterized by physical properties (bulk density, water absorption, apparent porosity and linear shrinkage), mechanical (flexural strength 4 points) and the microstructure (SEM). The higher bulk density obtained was 2,607g/cm3, to a temperature of 1650 ° C, representing a densification of 51%, for a linear shrinkage of 10.06%. These ceramic samples also had the highest flexural strength (of 51,33MPa) and higher elastic modulus (26,13GPa). The evaluation of the inhibitory action of MA was held by its incorporation into different levels of graphite flakes and subsequent heating in thermobalance. It was noted that the MA powders showed potential use as antioxidant additives of carbon based materials in high temperatures that led to decreased mass loss of graphite flakes during their heating and an increase in the onset temperature.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) In this study, the wettability of porous anodic alumina (PAA) surfaces modified by plasma was investigated. The porous anodic alumina films were grown on aluminum substrate using a two step anodization procedure in oxalic acid solution under potentiostatic regime. The surfaces of PAA films were modified by plasma treatment or plasma deposition techniques. Prior to surface modification, the impurities were removed by a plasma cleaning procedure. Oxygen was used in plasma treatment in order to produce hydrophilic surfaces. On the other hand, the plasma deposition (in HMDSO or HMDSO + argon mixture) was performed to produce hydrophobic surfaces or less hydrophilic surface. Electropolished aluminum without PAA film were used as reference. The influence of substrate morphology on wettability was analyzed. The morphological characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM). The microstructural analysis was carried out using Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR). A goniometer was used to measure the contact angle and evaluate the wettability of electroplished aluminum and PAA films. The results showed that the wettability of the samples was affect by chemical interactions of functional groups on the surface deposited after plasma treatment. The effect of the porous surface morphology on wettability was not significant compared to the plasma treated films with new chemical interactions effects. Neste trabalho foram investigadas as propriedades de molhabilidade das superfícies nanoestruturadas da alumina anódica porosa (AAP) modificadas por plasma. Os filmes de AAP foram produzidos sobre substrato de alumínio pelo método de anodização potenciostática em duas etapas em solução de ácido oxálico. Após a fabricação, as amostras foram submetidas a um tratamento a plasma (com oxigênio) ou a deposição a plasma (em HMDSO ou em uma mistura de HMDSO e argônio). Antes das modificações das superfícies, removeram-se as impurezas das amostras através de técnicas de limpeza a plasma. No tratamento a plasma, o gás oxigênio foi utilizado para a obtenção de superfícies hidrofílicas. Por outro lado, para tornar a superfície hidrofóbica ou menos hidrofílica, foram feitas duas séries de deposição a plasma, uma contendo uma mistura de argônio e HMDSO e outra série somente com HMDSO. O tratamento ou deposição a plasma também foram feitas em amostras de alumínio eletropolido, sem a camada de AAP, a fim de verificar a influência morfológica do substrato na molhabilidade. A caracterização morfológica dos filmes de AAP foi feita por microscopia eletrônica de varredura (MEV), onde foi verificada a formação dos poros na superfície. A caracterização microestrutural foi feita por espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) com o objetivo de verificar as alterações químicas na superfície. A molhabilidade foi analisada utilizando um goniômetro, equipamento que realiza medição direta do ângulo de contato. Os resultados mostram que a molhabilidade da superfície é afetada por interações químicas dos grupos funcionais na superfície dos filmes. Por outro lado, o efeito da morfologia sobre a molhabilidade da superfície não é significativo nas condições estudadas.

Submitted by Kamila Costa (kamilavasconceloscosta@gmail.com) on 2015-08-06T14:48:56Z No. of bitstreams: 1 Disserta????o - Zeane V Borges.pdf: 2189307 bytes, checksum: 3fce099edb43ceed11ff4ab744e1f3f5 (MD5) Approved for entry into archive by Divis??o de Documenta????o/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-08-07T14:07:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Disserta????o - Zeane V Borges.pdf: 2189307 bytes, checksum: 3fce099edb43ceed11ff4ab744e1f3f5 (MD5) Approved for entry into archive by Divis??o de Documenta????o/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-08-07T14:08:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Disserta????o - Zeane V Borges.pdf: 2189307 bytes, checksum: 3fce099edb43ceed11ff4ab744e1f3f5 (MD5) Made available in DSpace on 2015-08-07T14:08:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta????o - Zeane V Borges.pdf: 2189307 bytes, checksum: 3fce099edb43ceed11ff4ab744e1f3f5 (MD5) Previous issue date: 2015-06-08 FAPEAM - Funda????o de Amparo ?? Pesquisa do Estado do Amazonas The nanostructured SnSe2 alloy was produced by Mechanical Alloying technique and their structural, thermal and optical properties were investigated by x-ray diffraction (XRD) combined with Rietveld Method (RM), differential scanning calorimetry (DSC), absorbance measurements and photoacoustic absorption spectroscopy (PAS). After characterized in the as milled conditions, the sample was annealed at 450??C in order to evaluate the influence of the interfacial component in their physical properties. The XRD measurements allowed structurally characterize the samples, as well quantify the volume fractions occupied by crystalline and interfacial components. The DSC measurements showed that the melting process of SnSe2 phase, occurs in two-step for both samples. The UV???Vis absorption spectrum showed direct allowed transitions for milled and annealed samples, with band gap of 1.02 eV and 1.48 eV, respectively. Moreover, electronic transition of type direct forbidden was found in the sample annealed with optical band gap of 0.94 eV. PAS measurements provided the thermal diffusivity (????????) for both samples. A reduction of 45% in the thermal diffusivity value of milled sample was observed, when compared with the annealed sample. A liga nanoestruturada SnSe2 foi produzida pela t??cnica Mechanical Alloying e suas propriedades estruturais, t??rmicas e ??pticas foram investigadas por difra????o de Raios X (DRX) combinado com o M??todo de Rietveld (MR), calorimetria diferencial de varredura (DSC), medidas de absorb??ncia ??ptica e espectroscopia de absor????o fotoac??stica (PAS). Ap??s caracterizada nas condi????es como mo??da, a amostra foi tratada termicamente na temperatura de 450??C a fim de avaliar, a influ??ncia da componente interfacial nas suas propriedades f??sicas. As medidas de DRX permitiram caracterizar estruturalmente as amostras, bem como quantificar as fra????es volum??tricas ocupadas pelas componentes cristalina e interfacial. Medidas de DSC mostraram que o processo de fus??o da fase SnSe2, ocorre em duas etapas para ambas as amostras. Os espectros de absor????o UV-Vis mostraram transi????es diretas permitidas para as amostras mo??da e tratada termicamente, com energias de band gap de 1.02 eV e 1.48 eV, respectivamente. Al??m disso, transi????o eletr??nica do tipo proibida direta foi encontrada na amostra tratada com energia de band gap de 0.94 eV. Medidas de PAS forneceram o valor da difusividade t??rmica (????) para ambas as amostras. Uma redu????o de aproximadamente 45% no valor da difusividade t??rmica da amostra mo??da, quando comparada com a amostra tratada termicamente, foi observada.

Não recebi financiamento This work focuses on the production of nanostructured films of poly (ethyleneimine) PEI together with MAO-b free and encapsulated in liposomes constructed by the layer-bylayer technique (LbL), for application in biosensors. Liposomes are microscopic vesicles composed of concentric lipid bilayers separated by aqueous medium, capable of encapsulating hydrophilic and/or hydrophobic molecules, which are, respectively, included in the aqueous compartment and the membrane or adsorbed. Enzymes encapsulated in liposomes have advantages in stability and catalytic activity compared to the free enzyme. Liposomes were synthesized by using a rotary evaporator and subsequently the enzyme was immobilized. The phospholipids dipalmitoyl phosphatidyl glycerol (DPPG) and palmitoyl oleoyl phosphatidyl glycerol (POPG) and the mixture of the two were used in this study in the ratio (1:1) and (1:4) (m/m). To build a biosensor in neurotransmitter monoamine oxidase b on, thin films were set up on poly (ethyleneimine) PEI together with monoamine oxidase b enzyme (MAO-B) immobilized or not in liposomes and deposited on ITO electrodes, being the Prussian blue a mediator of electrons. The obtained films were characterized by fluorescence spectroscopy, UV-visible and circular dichroism. The results indicated that the film is deposited successfully on quartz and ITO. The amperometric measurements were performed to detect the film sensitivity and the detection limits and check which architecture is best suited for the best composition of the biosensor. The results achieved until now show that the liposome retain the conformational structure of the enzyme and films composed of PEI / MAO-B + POPG:DPPG in proportion (1:4) (w/w) indicate better performance of the biosensor, due to the sensitivity value of 0.33 ± 0.02 µA.cm-2 mM-1 found and a good selectivity. Este trabalho é centrado na produção de filmes nanoestruturados de poli (etilenoimina) PEI em conjunto com MAO-B livre e encapsulada em lipossomos, construídos através da técnica layer-by-layer (LbL), camada por camada, para aplicação em biossensores. Lipossomos são vesículas microscópicas compostas de bicamadas lipídicas concêntricas, separadas por um meio aquoso, capazes de encapsular moléculas hidrofílicas e/ou hidrofóbicas, que se encontram, respectivamente, no compartimento aquoso e inserida ou adsorvidas na membrana. Enzimas encapsuladas em lipossomos apresentam vantagens quanto à estabilidade e atividade catalítica em comparação com a enzima livre. Os lipossomos foram sintetizados por rotaevaporação e a enzima foi imobilizada na sequência. Os fosfolipídios dipalmitoil fosfatidil glicerol (DPPG) e palmitoil oleil fosfatidil glicerol (POPG) e a mistura dos dois foram utilizados neste trabalho nas proporções de (1:1) e (1:4) (m/m). Para construir um biossensor de dopamina baseado em monoamina oxidase b, filmes finos foram montados de poli (etilenoimina) PEI juntamente com a enzima Monoamina oxidase b (MAO-b) imobilizada ou não em lipossomos e depositados sobre eletrodo de ITO, tendo como mediador de elétrons o Azul da Prússia. Os filmes obtidos foram caracterizados por espectroscopias de fluorescência, UV-visível e dicroísmo circular. Os resultados indicaram que o filme é depositado com sucesso sobre quartzo e ITO. As medidas amperométricas foram realizadas nos filmes para detectar sensibilidades e limite de detecção e verificar qual arquitetura é mais adequada para a melhor composição do biossensor. Os resultados obtidos mostram que os lipossomos conservam a estrutura conformacional da enzima e os filmes compostos por PEI/MAO-B+POPG:DPPG na proporção (1:4) (m/m) indicam um melhor desempenho do biossensor, devido ao valor de sensibilidade encontrado de 0,33±0,02 ?A.cm- 2mM-1 e uma boa seletividade.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-01-30Bitstream added on 2015-05-14T16:59:05Z : No. of bitstreams: 1 000825248.pdf: 2617755 bytes, checksum: d33b1e0e24ef50f07023fc78c225d13e (MD5) Neste trabalho, compósitos de poli(sulfeto de fenileno) reforçados com nanotubos de carbono (MWCNT) puros e funcionalizados foram obtidos a partir da técnica de mistura em fusão. Os compósitos nanoestruturados foram caracterizados através de ensaios elétricos, térmicos, mecânicos reológicos e morfológicos. A condutividade elétrica do PPS apresentou um aumento de 11 e 9 ordens de magnitude quando 3,0 e 4,0% em massa de MWCNT puros e funcionalizados foram incorporados na matriz polimérica, respectivamente. Além disso, os limites de percolação elétrica encontrado para esses sistemas foram de 2,1 e 3,6 m/m%, o que sugere a formação de uma rede tridimensional condutora no interior da matriz polimérica. A temperatura máxima de cristalização do PPS apresentou aumentos de 19°C e 13°C devido a incorporação dos reforços puros (p-MWCNT) e funcionalizados (f-MWCNT), respectivamente, evidenciando o efeito nucleante das nanopartículas. A análise dinâmico mecânica mostrou um aumento no módulo de armazenamento e na temperatura de transição vítrea a partir do aumento da concentração de MWCNT, com um incremento maior para o sistema p-MWCNT/PPS. A temperatura máxima de degradação do PPS aumentou 14°C e 6°C devido a incorporação de 4,0 e 2,0% em massa de p-MWCNT e f-MWCNT, respectivamente, sugerindo a formação de sistemas termicamente mais estáveis. O módulo de armazenamento (G’) do PPS apresentou um aumento de 2 ordens de magnitude quando 2,0 e 3,0% em massa de MWCNT puros e funcionalizados foram considerados, com a formação de uma estrutura interconectada de nanotubos, destacando o comportamento pseudoplástico das amostras. A formação de uma rede percolada de nanotubos foi atingida para concentrações de 1,5 e 2,3, m/m% em compósitos de p-MWCNT/PPS e f-MWCNT/PPS, respectivamente. As análises de microscopia ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) In this work, pristine and functionalized multiwalled carbon nanotubes reinforced poly (phenylene sulfide) composites were successfully obtained by melt mixing technique. The nanostructured composites were characterized by means of electrical, thermal, mechanical, rheological, and morphological methods. The electrical conductivity of neat PPS showed an increase by 11 and 9 orders of magnitude when 3.0 and 4.0 wt% of pristine MWCNT and functionalized MWCNT were incorporated in polymeric matrix, respectively. Moreover, the electrical percolation thresholds found on these systems were 2.1 and 3.6 wt%, suggesting the formation of three-dimensional conductive network within the polymeric matrix. The maximum crystallization temperature of PPS increased by about 19°C and 13°C due the incorporation of pristine (p-MWCNT) and functionalized filler (f- MWCNT), demonstrating the nucleating effect of the nanoparticles. Dynamic mechanical analysis showed an increase in storage modulus and glass transition temperature, due the incorporation of p-MWCNT and f-MWCNT in PPS matrix. However, it is worth to mention that the increment was bigger in p-MWCNT/PPS system. The maximum degradation temperature of PPS increased by about 14°C and 6°C due to the incorporation of 4,0 and 2,0 wt% of p-MWCNT and f-MWCNT, respectively, suggesting the formation of more thermally stable systems. The storage modulus (G’) of neat PPS presented an increase by 2 orders of magnitude when 2.0 and 3.0 wt% of pristine MWCNT and functionalized MWCNT were considered, with the formation of an interconnected nanotube structure, indicative of ‘pseudo-solid-like’ behavior. Percolation networks formed when the loading levels achieve up to 1.5 and 2.3 wt% for the composites with pristine MWCNT (p-MWCNT/PPS) and functionalized MWCNT (f-MWCNT/PPS), respectively. In addition, for ... (Complete abstract click electronic access below)

Nowadays, a lot of studies are concentrate on graphene and graphene-like preparation, due to the broad application area of these materials. Preparation of high quality graphene with less impurities and defects is essential for graphene performance on electric, optics and bio-devices. The first study developed in this thesis contribute for high quality CVD graphene growth with continuous surface and impurities-free. Therefore, it was proposed an optimization on PMMA-based transfer process. Results showed that adding a second PMMA layer properly diluted (15% in anisole, which resulted in a 1.35% PMMA layer) produces higher quality graphene with fewer PMMA residues, non-cracked surface and lower sheet resistance. In the second study we reported investigations regarding ALD and spray technique deposition of Al2O3 to produce patterned graphene through area-selective CVD growth. ALD deposition was carried out using 120 and 200 cycles with 30 and 45 seconds of purging time. Al2O3 layers deposited with 200 cycles were stable and higher quality when compared with Al2O3 layers deposited with 120 cycles. Higher quality graphene was grown on copper substrate patterned using 45 seconds of purging time. It was observed that lower purging time lead to copper contamination by by-products which contaminated graphene during growth step. Results regarding AlCl3 spraying in order to deposit Al2O3 layers indicated that precursor concentration and deposition time had great influence on graphene and passivation layer final properties. The optimum concentration was found at 5mg/mL; lower concentration led to deposition of incomplete Al2O3 layers and higher concentration led to solid formation which hindered the precursor solution adhesion on copper foil. High quality graphene was grown on passivated copper using lower deposition times. Finally graphite and graphene-like structures were synthesized from double process which consisted of prior hydrothermal carbonization at 250 .C with subsequent pyrolysis at 500-1500.C. Results showed the determinant role of hydrothermal carbonization on graphitic structures formation with onion-like and graphene- like morphology. Direct pyrolysis of coconut coir dust led to an amorphous carbon material independently of pyrolysis temperature. Atualmente muitos estudos se concentram na obtenção de grafenos e materiais grafeno-like devido a vasta área de aplicação destes materiais. A preparação de grafenos de melhor qualidade, com menor presença de impurezas e defeitos é crucial para que estes materiais tenham bom desempenho em dispositivos elétricos, ópticos e bio-dispositivos. O primeiro estudo desenvolvido nesta tese pretende contribuir para a obtenção, por deposição química em fase vapor (CVD), de grafenos com superfície contínua livre de trincas e impurezas e melhores propriedades elétricas. Por isso, foi proposto a otimização da rota de transferência baseada em PMMA, via adição de uma segunda camada do polímero diluído em 15% em anisol, o que resultou em uma camada de PMMA 1.35%. Observamos que a adição de uma segunda camada corretamente diluída resultou em um filme de grafeno com maior continuidade, menos impurezas proveninentes do polímero e menor resistência da folha. No segundo estudo reportamos o crescimento de grafeno CVD em substrato de cobre pré-passivado por deposição de camada atômica (ALD) e técnica de spray. Para a técnica de ALD foram feitas deposições com 120 e 200 ciclos com 30 e 45 segundos de purga. As camadas de Al2O3 depositadas com 200 ciclos foram de maior qualidade e resistiram ao processo de transferência. Já o grafeno de maior qualidade foi obtido em substrato no qual o tempo de purga foi realizado com 45 segundos. Observamos que com tempo de purga menor (30segundos) o substrato de cobre sofreu contaminação durante o processo de deposição o que levou a contaminação do grafeno. Pela técnica de spray os resultados indicaram que a concentração da solução do precursor e o tempo de desposicao foram determinantes na qualidade da camada passivante e do grafeno. A concentracao otima encontrada foi de 5mg/mL; concentracoes menores levaram a deposicao de camadas de Al2O3 incompletas e concentracoes maiores levaram a formacao de solido prejudicando a adesao da solucao no substrato. Os grafenos crescidos nos substratos passivados com menor tempo de deposicao apresentaram maior qualidade. Por fim estudamos a obtencao de estruturas grafite/grafeno-like a partir de um processo que consistiu de carbonizacao hidrotermica a 250.C com posterior pirolise de 500-1500.C. Os resultados mostraram o papel determinante da carbonizacao hidrotermica na obtencao de estruturas grafiticas com morfologia onion-like e grafeno-like pirolisadas a 1500.C enquanto que a pirolise direta do po de coco levou a formacao de um material predominantemente amorfo independente da temperatura de tratamento.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Spin ice is a substance that does not have a single minimal­energy state. Even at very lower temperatures, these compounds shows a residual entropy as well as the water ice. The magnetic ordering of a spin ice resembles the position of hydrogen atoms in water ice, arranged in a tetrahedron and obeying the the ice rule. The most prominent ice spin compounds are holmium titanate and dysprosium titanate. This system is subject to geometrical frustration, when all interactions between pairs are not satisfied simultaneously. The artificial spin ice are structures that have magnetic monodomains subject to geometrical frustration generating mono pole ­ antimonopole pairs (or magnetic charges ) connected by an observable string. As the flow of electrical charges produces electric current, magnetic monopoles that can walk freely generate something like a magnetic current in these frustrated systems. In this work we manufacture and characterize structures of artificial spin ice, produced by nanolithography techniques, arranged in a rectangular unidirectional lattice and characterized by Atomic Force Microscopy (AFM) and Magnetic Force Microscopy (MFM). We note that for this particular lattice, the experimental results of ground state are consistent with the theoretical results also presented in this dissertation. Thus, these systems of artificial spin ice are a proposal for a practical use of magnetic currents caused by application of an external magnetic field. This system can be used at room temperature and its parameters, as nanoislands size and lattice spacing can be turned at will. Gelo de spin é uma substância que não possui um único estado de mínima energia. Mesmo a temperaturas muito baixas, esses compostos apresentam uma entropia residual, assim como no gelo da água. O ordenamento magnético de um gelo de spin se assemelha a posição dos átomos de hidrogênio no gelo da água, dispostas em um tetraedro e obedecendo a chamada regra do gelo. Os gelos de spin naturais mais comuns são compostos de titanato de hólmio e titanato de disprósio. Este sistema é sujeito à frustração geométrica, quando todas as interações entre pares não são satisfeitas simultaneamente. Os gelos de spin artificiais são estruturas que possuem monodomínios magnéticos sujeitos a frustração geométrica gerando pares monopolo­antimonopolo (ou cargas magnéticas) ligados por uma string observável. Assim como o fluxo de cargas elétricas produz corrente elétrica, monopolos magnéticos podendo andar livremente, geram algo parecido com uma corrente magnética nesses sistemas frustrados. Neste trabalho fabricamos e caracterizamos estruturas de gelos de spin artificiais, produzidas por técnicas de nanolitografia, dispostas em uma rede retangular unidirecional e caracterizadas por Microscopia de Força Atômica (AFM) e Microscopia de Força Magnética (MFM). Observamos que para esta rede em particular, resultados experimentais do estado fundamental condizem com os resultados teóricos também apresentados neste trabalho. Assim, estes sistemas de gelos de spin artificiais são uma proposta para uma utilização prática de correntes magnéticas, causadas pela aplicação de um campo magnético externo. Este sistema pode ser utilizado a temperatura ambiente e seus parâmetros, como tamanho das nanoilhas e espaçamento de rede, podem ser ajustados a vontade.

This work reports the study of semiconductor nanocrystals, also known as quantum dots, focusing specifically on zinc sulfide (ZnS). Two different capping agents were used (glutathione and N-acetyl-L-cysteine) for the preparation of ZnS nanocrystals via aqueous route. The study aimed specifically at evaluating the efficacy of the capping agents in the stabilization of semiconductor nanocrystal suspensions towards coalescence as well as in controlling nanocrystal size and optical properties. In addition the effect of doping the ZnS nanocrystals with transition metal ions (Cu2+ and Co2+) on the photoluminescence properties has also been studied. Finally the possibility of energy transfer between the semiconductor nanocrystals and the safranine dye was also evaluated. Spherical-shaped glutathione and N-acetyl-L-cysteine-capped ZnS nanocrystal were obtained with diameters below 5 nm free from coalescence, showing that both iv capping agents were efficient as stabilizers. Both capping agents lead to the formation of ZnS nancrystals with blue fluorescence, typical of the involvement of surface defect states of ZnS. However, samples prepared with glutathione exhibited higher fluorescence intensities than those obtained with N-acetyl-L-cysteine. Upon doping glutathione-capped ZnS nanocrystals with both copper and cobalt the fluorescence intensities decreased gradually following the increase in nominal concentration of dopants, suggesting that cobalt ions played a similar role as copper. Considering both the effect on the intensities and the absence of d-d metal transitions this study suggests that doping reduced the concentration of cation vacancies as well as the involvement of at least one cobalt state in the transition processes. Changes in emission wavelength with different dopant concentrations were not observed probably owing to lack of influence on the nanocrystal size. Finally the preliminary study of fluorescence quenching of semiconductor nanocrystals by safranine dye indicated that significantly low concentrations were able to quench the emissions. Different components of the emission band were distinctly affected. Data analysis by Stern-Volmer plots suggested the occurrence of more than one transfer processes (energy and/or electron transfer). This study will be refined in future works. No presente trabalho foram estudados nanocristais semicondutores, tambem conhecidos como pontos quanticos ou quantum dots, selecionando-se especificamente o sulfeto de zinco (ZnS). Foram utilizados ois diferentes agentes estabilizantes (glutationa e N-acetil-L-cisteina) na obtencao de nanocristais de ZnS por via aquosa. Buscou-se avaliar, especificamente, a eficiencia dos agentes tiois na estabilizacao das suspensoes de nanocristais frente a agregacao, no controle e distribuicao de tamanhos das particulas, bem como nas propriedades opticas. Estudou-se, alem disto, o efeito da dopagem com ions de metais de transicao (Cu2+ e Co2+) nas propriedades de fluorescencia. Por fim, foi avaliada a possibilidade de transferencia de energia entre os nanocristais semicondutores dopados e o corante safranina. Os nanocristais semicondutores de ZnS estabilizados por glutationa e por N-acetil-L-cisteina foram obtidos com tamanhos abaixo de 5 nm, formas aproximadamente esfericas e livres de agregacao, evidenciando que ambos agentes ii estabilizantes foram eficientes. Ambos agentes estabilizantes levaram a formacao de nanocristais com emissoes na regiao do azul, caracteristicas do envolvimento de estados de defeito de superficie do ZnS. No entanto, as amostras preparadas com glutationa apresentaram maiores intensidades de fluorescencia, quando comparadas com aquelas preparadas com N-acetil-L-cisteina. A dopagem dos nanocristais semicondutores ZnS/Glu com ions cobre e cobalto teve um efeito de diminuir as intensidades de fluorescencia dependente da concentracao nominal dos dopantes em ambos os casos, sugerindo que o cobalto atua de modo analogo ao cobre. Considerando-se tanto o efeito sobre as intensidades de emissao do ZnS quanto a ausencia de transicoes d-d do metal, o estudo sugeriu que a dopagem reduz a concentracao de vacancias de cations, bem como o envolvimento de pelo menos um dos estados eletronicos do cobalto nos processos de transicao. Nao se observou variacoes nos comprimentos de onda para diferentes concentracoes dos dopantes, provavelmente pela ausencia de interferencia no tamanho dos nanocristais semicondutores formados. Por fim, o estudo preliminar da supressao de fluorescencia dos nanocristais semicondutores pelo efeito de diferentes concentracoes do corante safranina mostrou que concentracoes significativamente baixas do corante foram suficientes para diminuir a intensidade de fluorescencia. Diferentes componentes das bandas de emissao dos nanocristais semicondutores foram influenciados de modo distinto. A analise dos dados pelos graficos de Stern-Volmer sugeriu a ocorrencia de mais de um processo de transferencia (energia e/ou eletrons). Este estudo sera aprofundado nos trabalhos futuros.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) The present work aimed the fabrication of layer-by-layer nanostructured films of poly (allylaminehydrochloride) (PAH) and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) onto Nafion® 212 membranes. Nafion® is the most used polyelectrolyte in proton exchange membranes (PEM) fuel cells due to its high proton conduction and good chemical stability at ambient temperature. Therefore, this polyelectrolyte presents some disadvantages due to the high methanol permeability when applied in Direct Methanol Fuel Cells (DMFC), reducing drastically the performance of the device. We studied how ultrathin films of PAH/PEDOT:PSS influence the methanol permeability and proton conduction in the LbL modified membranes. Results indicated good adherence of the LbL films onto Nafion® 212 and also good action as a methanol barrier. Nonetheless, together with the methanol blocking there was also a reduction in the proton conductivity, which occurs due to the LbL dipping deposition on both sides of Nafion® 212, trapping water inside the Nafion membrane, and certainly affecting the proton conduction. Moreover, the LbL film deposition might use some important chemical groups present at the Nafion® surface, used to water permeation, also affecting the proton permeation throughout the membrane. O presente trabalho visou a fabricação de filmes automontados nanoestruturados (LbL, do inglês layer-by-layer) de poli(alilaminahidroclorada) (PAH) e poli(3,4-etilenodioxitiofeno)poli(estirenossulfado)(PEDOT:PSS) sobre membranas de Nafion® 212. O Nafion® é o polieletrólito mais usado em células combustíveis do tipo PEM (do inglês Proton Exchange Membrane) devido a sua alta capacidade de condução protônica e boa estabilidade química em temperatura ambiente. Entretanto, este polieletrólito apresenta a desvantagem da alta permeação de metanol quando aplicado em células combustíveis a base de metanol direto (DMFC, do inglês Direct Methanol Fuel Cell), que reduz drasticamente o desempenho do dispositivo. Estudamos como filmes ultrafinos de PAH/PEDOT:PSS influenciam a permeabilidade do metanol e a condução protônica de membranas de Nafion® modificadas com filme LbL. Os resultados indicaram boa aderência dos filmes nanoestruturados sobre o Nafion® 212, e ainda boa atuação como barreira à passagem de metanol. No entanto, junto com o bloqueio à passagem de metanol houve redução na condução protônica, que ocorre pelo fato da técnica LbL por imersão depositar material em ambos os lados no Nafion® 212, aprisionando a água no interior da membrana, que certamente afeta a condução protônica. Adicionalmente, a deposição do filme LbL pode estar usando alguns agrupamentos químicos importantes na superfície do Nafion®, utilizados para permeação de água, também afetando a condução protônica através da membrana.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-27Bitstream added on 2014-06-13T19:00:08Z : No. of bitstreams: 1 suman_ph_me_bauru.pdf: 8662064 bytes, checksum: f9b4c3f0d58b2511c3daba558e51dec2 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Nos últimos anos, o interesse pelos materiais nanoestruturados vem permitindo que esta seja uma das áreas de maior evolução científica. O estudo das propriedades destes materiais caminha em passos largos e os resultados indicam que existem muitas vantagens em se utilizar materiais em escala reduzida. Neste trabalho, nanoestruturas de óxido de estanho foram sintetizadas pelo método de redução carbotérmica a fim de verificar o comportamento desses materiais como sensores de gás. Os materiais coletados após as sínteses foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (MEV-FEG), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise de área de superfície específica (BET), espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e do visível (UV-Vis) e medidas elétricas em corrente contínua. Os resultados mostraram que o controle da atmosfera de síntese permite obter nanoestruturas de óxido de estanho com diferentes estados de oxidação (SnO, SnO2 e Sn3O4). Pelas análises por MEV-FEG foi possível observar que o material crescido na fase SnO é constituído por nanofitas e discos enquanto os materiais crescidos nas fases SnO2 e Sn3O4 são constituídos unicamente por nanofitas. As análises por MET mostraram que os materiais sintetizados são monocristalinos e não apresentam defeitos superficiais aparentes. A partir dos resultados das análises por BET, verificou-se que os materiais têm baixa área superficial devido à ausência de poros na superfície das nanoestruturas. Por meio dos espectros de UV-Vis foi observado que os materiais crescidos em diferentes fases apresentam valores distintos de bandgap. A caracterização elétrica dos materiais permitiu analisar o comportamento das nonoestruturas como sensor de NO2, H2 e CO e os resultados... In recent years the interest in nanostructured materials has permited it to be an area of great scientific developments. The study of properties of these materials moving in leaps and bounds and results show that there are many advantages in using small-scale materials. In this study were synthesized tin oxide nanostructures by carbothermal reduction method to verify the behavior of these materials as a gas sensor. The materials collected after the synthesis were characterized by X-ray diffraction (XRD), high resolution scanning electron microscopy (FEG-SEM), transmission electron microscopy (TEM), analysis of specific surface area (BET), ultraviolet and visible absorption spectroscopy (UV-Vis) and dc electrical measurements. The results showed that by control synthesis atmosphere it is possible to obtain tin oxide nonomaterials with different oxidation states (SnO, SnO2 and Sn3O4). By FEG-SEM analysis it was observed that the material grown on SnO phase consists of nanoribbons and disks while the grown materials in SnO2 and Sn3O4 phases consist solely of nanoribbons. The TEM analysis showed that the materials synthesized are monocrystalline and show no apparent surface defects. From the results of analyzes by BET, it was found that the materials exhibit low values of surface area due to absence of porous on the surface of nanostructures. Through UV-Vis spectra was observed that the materials grown in different phases have different values of bandgap. The electrical characterization of materials enabled to analyze the behavior of the nanostructures as NO2, H2 and CO sensors and the results showed that all materials exhibit n-type semiconductor behavior and a sensitivity and response time dependent on the concentration of gas and temperature. The best results were achieved when the nanostructures (especially SnO disks) were exposed to NO2 at temperatures... (Complete abstract click electronic access below)

The theme of technological innovation has gained increasing prominence in this capitalist, globalized and competitive scenario from the beginning of the XXI century. The development of technological indicators from patent documents is essential for decision-making more rational and sustainable about technology management. This study aimed to develop patents indicators in nanotechnology applied to agribusiness. For this, they were collected, processed and treated the bibliographic information of patent documents relating to the subjectnanotechnology applied to agribusiness contained in the database Derwent Innovations Index (DII) in the period 2000 to 2009. The bibliometric analysis was used as the method with the support of the Vantage Point software. The results were: 1] patent indicators that indicate which companies and leading institutions in patenting in this area, in particular the application of sensors and devices, and pesticides 2] indicators on technology trends in the sector and; 3] Indicators on the geographical distribution of nanotechnology applied to agribusiness. It is concluded that these results can contribute to decision-making more rational and sustainable in the context of innovation policy of the country. A temática inovação tecnológica tem ganhado cada vez mais destaque neste cenário capitalista, globalizado e competitivo do início de século XXI. A elaboração de indicadores tecnológicos a partir de documentos de patentes é essencial para a tomada de decisão mais racional e sustentável a cerca da gestão tecnológica. Este estudo teve como objetivo o desenvolvimento de indicadores de patentes em nanotecnologia aplicada ao agronegócio. Para isso, foram coletadas, processadas e tratadas as informações bibliográficas de documentos de patentes relativos ao tema nanotecnologia aplicada ao agronegócios contidos na base de dados Derwent Innovations Index (DII), no período de 2000 a 2009. A análise bibliométrica automatizada foi utilizada como método com o apoio do software VantagePoint. Os resultados obtidos foram: 1] indicadores de patentes que indicam quais são as empresas e instituições líderes no patenteamento dessa área, em especial a aplicação de sensores e dispositivos, e pesticidas; 2] indicadores sobre as tendências tecnológicas do setor; 3] Indicadores sobre a distribuição geográfica da nanotecnologia aplicada ao agronegócio. Conclui-se que os resultados apresentados podem contribuir para a tomada de decisão mais racional e sustentável no âmbito da política de inovação do país.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-01-13Bitstream added on 2014-06-13T20:20:41Z : No. of bitstreams: 1 silva_ra_me_bauru.pdf: 2068525 bytes, checksum: 90877fd5381cdf77dcbef03fb36865aa (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) O trabalho objetiva a realização do crescimento de materiais nanoestruturados de óxido de zinco (ZnO) pelo método de redução carbotérmica e um estudo de suas propriedades como sensor, utilizando ZnO e distintas fontes de carbono (grafite e negro de fumo) como materiais de partida. Para efeito de comparação, o método hidrotermal assistido por micro-ondas (HAM) também foi utilizado como processo de síntese das nanoestruturas. Os materiais obtidos das sínteses foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura com canhão de emissão por campo (MEV-FEG), além de microscopia eletrônica de transmissão (MET). Por meio destas técnicas de caracterização, mostrou-se a eficiência da obtenção de nanoestruturas de óxido de zinco, sendo que a morfologia do material resultante é fortemenete dependente do método utilizado. Testes para sensor de gás e luz foram realizados em amostras selecionadas utilizando como critério sua morfologia nanométrica e uniformidade de crescimento. Para medidas com gás, utilizou-se o oxigênio e também o hidrogênio. A medida foi realizada em uma câmara hermeticamente fechada com controle da temperatura e do fluxo dos gases, onde foi inserido um eletrodo interdigital de alumina com trilhas de contato de ouro para qual foi utilizado para depositar as estruturas de ZnO. Para alimentação do sistema, foi utilizada uma fonte de tensão estabilizada, que é operada remotamente e tem sensibilidade na medida da corrente em picoampére, possibilitando assim maior precisão nas medidas. Para as medidas de sensor de luz, foi utilizado o mesmo eletrodo interdigital supracitado, mas o material foi exposto a uma lâmpada de xenônio com intensidade equivalente à metade da intensidade da luz solar. Com relação às medidas das propriedades como sensor de gás e luz, foram analisados parâmetros como: resposta de sensor, sinal, sensibilidade e tempo de resposta The work aims to conduct a study on the growth of nanostructured materials of zinc oxide (ZnO) by carbothermal reduction process and its sensor properties for both gas and light stimulus. For comparison, the microwave-assisted hydrothermal method (MAH) was also used as synthesis process of nanostructures. The synthesizes materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FEG-SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Through these characterization techniques it was showed that synthesis methods are efficient, and the morphology of the resulting materials depends on the method used. Sensor tests were performed for some samples, using a selection criteria the size and morphology of the material. For sensor characterization it was used hydrogen and oxigen gases. A sealed chamber with controlled temperature and gas flow was used to perform the measurements, whichwas connected to a stabilized voltage source. This source is operated remontly and has a sensibility in the current measurement of picoampére, allowing greater accuracy in the measurement. For the deposition ZnO nanostructures, was used an Alumina interdigital electrode with tracks of gold contact. To measure the light sensor, the same electrode above mentioned was exposed to the beam with an intensity of half of sun radiation (xenon lamp). Regarding the sensor properties (gas ans radiation) it was analyzed the response of the sensor, signal, sensibility and response time, which are essential parameters for the efficiency a sensor material. Through analysis of sensor measurements, it was found that the samples synthesized by HAM had batter sensor performance than the obtained by carbothermal reduction process

La tesis se divide en siete capítulos que se describen brevemente a continuación. En el Capítulo I se establecen las motivaciones y los objetivos del trabajo. Capítulo II tras una introducción a los temas fundamentales estudiados con revisión de la literatura específica para cada uno de ellos, cito: semiconductor orgánico: perileno y ftalocianina; películas a través de la deposición física de vapor (PVD); películas de capa por capa o (LbL); películas de Langmuir y Langmuir-Blodgett (LB); espectroscopia Raman amplificada en superficie (SERS) y sensores. En el Capítulo III se describen las principales técnicas experimentales y procedimientos utilizados. En los siguientes capítulos siguen los resultados y discusión. El capítulo IV, que trata de películas PVD, se dividió en cuatro secciones. La primera sección presenta la fabricación y caracterización estructural de las películas de semiconductor orgánico obtenidas mediante la técnica de PVD de dos derivados de perileno (PTCDs), el bis perileno (2-carboxietilimido) (PTCD-COOH) y perileno (n-butilimidoetilenamina) (PTCD -NH2). Las técnicas de caracterización utilizadas fueron la espectroscopia de absorción de ultravioleta visible (UV-Vis), dispersión Raman (RS), dispersión Raman resonante RRS, , dispersión Raman amplificado en superficie (SERS), dispersión Raman resonante amplificado en superficie (SERRS) y absorción en el infrarrojo por transformada de Fourier ( FTIR), Las microscopias fueran microscopía óptica (OM), de fuerza atómica (AFM) y de barrido de electrones con emisión de electrones por efecto de campo (FEG-SEM). La segunda sección trata de la fabricación y caracterización estructural de las películas PVD de ftalocianina de hierro (FePc). En la tercera sección del capítulo IV se reporta la fabricación y caracterización estructural mediante espectroscopia en el UV-Vis de absorción, RRS y SERRS y microscopía MO y SEM de películas híbridas de metal-semiconductor orgánico (PTCD-COOH, PTCD-NH2 y FePc) en la forma de películas co-evaporadas (co-PVD), utilizando la técnica de PVD. La cuarta y última sección se presentan los resultados de la aplicación de películas PVD y co-PVD como elementos transductores de señal para sensores para detectar dopamina, utilizando impedancia eléctrica. En el capítulo V una metodología alternativa para producir películas LbL de FePc en medios no acuosos (cloroformo) se abordó. En este capítulo se presentan los resultados de la fabricación, la caracterización mediante espectroscopia de absorción en el UV-Vis, RS, RRS, FTIR, SERS y SERRS y microscopía MO y SEM. Estas películas se aplicaron como sensores electroquímicos para la detección de catecol por medidas de voltametría cíclica. En el Capítulo VI, las películas de Langmuir y Langmuir-Blodgett (LB) que contiene el fosfolípido dimiristoil ácido fosfatídico (DMPA) mezclado con FePc o bis-ftalocianina de lutecio (LuPc2) fueron estudiadas. Las películas LB se caracterizaron mediante espectroscopia de absorción UV-vis y FTIR y se aplicaran como sensores electroquímicos para la detección de catecol, utilizando mediciones de voltametría cíclica. En el capítulo VII se destacan las principales conclusiones de esta Tesis, y estas se dividen en temas de acuerdo con los capítulos arriba mencionados., Departamento de Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Nesta tese foram investigadas as propriedades físicas, mecânicas e microestruturais de compósitos cerâmicos densos e porosos de Al2O3-ZrO2 cujas matérias primas foram previamente moídas em moinho vibratório com a finalidade de se obter nanocompósitos com melhores propriedades que as cerâmicas de alumina e de zircônia puras, e compósitos microestruturados. A finalidade desses estudos foi desenvolver um processamento de matérias primas para aplicações biomédicas futuras, como por exemplo: cabeça de fêmur e acetábulo cerâmicos, para implantes coxofemorais, pilares cerâmicos, para implantes dentais e braquetes cerâmicos, usados em ortodontia. As matérias primas, Al2O3 e ZrO2-3%Y2O3 foram caracterizadas quanto à composição e suas estruturas cristalinas. Foram cominuídas em moinho vibratório desenvolvido na Escola de Engenharia de São Carlos-USP, por 2, 4, 6 e 10 horas. Os pós resultantes da moagem por seis horas foram misturados e homogeneizados em três proporções, 15, 30 e 45 % de zircônia em alumina por 22 horas. O corpo denso foi conformados convencionalmente, por prensagem uniaxial (50MPa), prensagem isostática (200MPa) e sinterização em 1450°C por 2 horas. Por seu conjunto de características mecânicas a composição com 30% de zircônia e 70% de alumina foi usada para produção do corpo poroso, características estas superiores tanto às do compósito nanoestruturado como às do corpo monolítico e compatíveis à aplicação estrutural. O corpo poroso foi obtido pelo método da esponja, sinterizado em 1600°C e apresentou resistência à compressão de 6,71 MPa, valor que está contido na faixa de resistência do osso esponjoso para uma porosidade acima de 60%, poros interconectados e de tamanho compatíveis aos exigidos pela engenharia tecidual. O teste de citotoxicidade confirmou a biocompatibilidade do compósito poroso. A biocompatibilidade associada ao valor da resistência mecânica à compressão e ao tamanho dos poros permite afirmar a potencialidade do compósito obtido nas condições do trabalho como material a ser testado para crescimento de células Abstract: In this thesis it was investigated the mechanical properties of a Al2O3-ZrO2 ceramic composite which raw materials were previously ground on a vibratory mill in order to obtain a micro structured nanocomposite with better properties than pure alumina and zirconium. The purpose of this paper was to develop raw materials for future biomedical applications, as: femoral head and ceramic acetabulum, for hip implants, ceramic abutments, for dental implants and ceramics brackets, used in orthodontics. The raw materials, Al2O3 e ZrO2-3%Y2O3 were characterized as to composition and crystal structures. They were comminuted in a vibratory mill designed by Escola de Engenharia-USP/ São Carlos, for 2, 4, 6 e 10 hours. The 6-hours milling post-derived were mixed and homogenized in three ratios, 15, 30 e 45 % of zirconium in alumina for 22 hours. The dense body was conventionally shaped, by single axial pressing (50MPa), isostatic pressing (200MPa) and sintering in 1450°C for 2 hours. Due the set of mechanical characteristic, compositions 30%-zirconium and 70%-alumina was used to produce the porous body production and supported for structural applications. The porous specimen was obtained by the sponge method sintered at 1600ºC showed a compressive strength of 6,71 MPa, a value which is in the resistance in the range of cancellous bone resistance, for a porosity above 60%, interconnected pores and size compatible with those required by tissue engineering. Citotoxicity test confirmed the composite biocompatibility. Biocompatibility associated with mechanical strength and pores size allows to affirm the potential of the composite obtained in those conditions as a material to be tested for cell growth Doutorado Materiais e Processos de Fabricação Doutora em Engenharia Mecânica

This review deals with silica based hybrid materials obtained by the sol-gel method. It involves concepts, classifications and important definitions regarding the sol-gel method that allows obtaining materials with organic and inorganic components dispersed in a molecular or nanometric level. We discuss the properties and characteristics of hybrid materials related to experimental synthesis conditions. We devote a special attention to the nanostructured materials, where the self-organization is imposed by the organic component. Finally, we present some important applications of these materials based on their specific properties.

TiTanate NanoTubes (TTNT) were synthesized by hydrothermal alkali treatment of TiO2 anatase followed by repeated washings with distinct degrees of proton exchange. TTNT samples with different sodium contents were characterized, as synthesized and after heattreatment (200-800ºC), by X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy, electron diffraction, thermal analysis, nitrogen adsorption and spectroscopic techniques like FTIR and UV-Vis diffuse reflectance. It was demonstrated that TTNTs consist of trititanate structure with general formula NaxH2−xTi3O7·nH2O, retaining interlayer water in its multiwalled structure. The removal of sodium reduces the amount of water and contracts the interlayer space leading, combined with other factors, to increased specific surface area and mesopore volume. TTNTs are mesoporous materials with two main contributions: pores smaller than 10 nm due to the inner volume of nanotubes and larger pores within 5-60 nm attributed to the interparticles space. Chemical composition and crystal structure of TTNTs do not depend on the average crystal size of the precursor TiO2-anatase, but this parameter affects significantly the morphology and textural properties of the nanostructured product. Such dependence has been rationalized using a dissolution-recrystallization mechanism, which takes into account the dissolution rate of the starting anatase and its influence on the relative rates of growth and curving of intermediate nanosheets. The thermal stability of TTNT is defined by the sodium content and in a lower extent by the crystallinity of the starting anatase. It has been demonstrated that after losing interlayer water within the range 100-200ºC, TTNT transforms, at least partially, into an intermediate hexatitanate NaxH2−xTi6O13 still retaining the nanotubular morphology. Further thermal transformation of the nanostructured tri- and hexatitanates occurs at higher or lower temperature and follows different routes depending on the sodium content in the structure. At high sodium load (water washed samples) they sinter and grow towards bigger crystals of Na2Ti3O7 and Na2Ti6O13 in the form of rods and ribbons. In contrast, protonated TTNTs evolve to nanotubes of TiO2(B), which easily convert to anatase nanorods above 400ºC. Besides hydroxyls and Lewis acidity typical of titanium oxides, TTNTs show a small contribution of protonic acidity capable of coordinating with pyridine at 150ºC, which is lost after calcination and conversion into anatase. The isoeletric point of TTNTs was measured within the range 2.5-4.0, indicating behavior of a weak acid. Despite displaying semiconductor characteristics exhibiting typical absorption in the UV-Vis spectrum with estimated bandgap energy slightly higher than that of its TiO2 precursor, TTNTs showed very low performance in the photocatalytic degradation of cationic and anionic dyes. It was concluded that the basic reason resides in its layered titanate structure, which in comparison with the TiO2 form would be more prone to the so undesired electron-hole pair recombination, thus inhibiting the photooxidation reactions. After calcination of the protonated TTNT into anatase nanorods, the photocatalytic activity improved but not to the same level as that exhibited by its precursor anatase Titanatos nanoestruturados, particularmente TiTanatos NanoTubulares (TTNT), foram sintetizados por tratamento hidrotérmico alcalino de TiO2-anatásio seguido de repetidas lavagens com diversos graus de troca protônica. Amostras de TTNT com diferentes teores de sódio foram caracterizadas na forma de pó seco e após calcinação (200-800ºC) por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e transmissão, difração de elétrons, análise térmica, adsorção de nitrogênio e técnicas espectroscópicas de infravermelho e de refletância difusa no UV-Visível. Demonstrou-se que tais materiais de paredes multilamelares são trititanatos de fórmula geral NaxH2−xTi3O7·nH2O, retendo água entre as lamelas. A remoção de sódio da estrutura reduz a quantidade de água contraindo o espaço interlamelar levando, combinado a outros fatores, ao aumento da área e do volume de poros específicos. Os TTNTs são materiais mesoporosos com duas contribuições principais: poros menores que 10 nm devido ao volume interno dos nanotubos e poros entre 5 e 60 nm devido aos espaços interpartícula. A composição química e a estrutura cristalina do TTNT não dependem do tamanho de cristalito do TiO2-anatásio precursor, todavia este parâmetro afeta significativamente a morfologia e as características texturais do produto nanoestruturado. Tal dependência foi racionalizada através de um mecanismo de dissolução-recristalização que leva em conta a velocidade de dissolução do TiO2 de partida e sua influência sobre a taxa de crescimento de nanofolhas intermediárias em relação à taxa de seu curvamento a nanotubos. A estabilidade térmica do TTNT é definida pelo teor de sódio e em pequena extensão pelo tipo de anatásio de partida. Foi demonstrado que o TTNT após perder a água intercalada entre 100 e 200ºC se transforma pelo menos parcialmente num hexatitanato NaxH2−xTi6O13 intermediário ainda nanotubular. A transformação térmica do tri- e hexatitanato nanoestruturados ocorre em maior ou menor temperatura e segue diferentes rotas dependendo do teor de sódio. No caso de alto sódio sinterizam e crescem até grandes cristais de Na2Ti3O7 e Na2Ti6O13 na forma de bastões e fitas acima de 600ºC. No caso da amostra protonizada evoluem para nanotubos de TiO2(B) que facilmente se convertem em nanobastões de anatásio acima de 400ºC. Além de hidroxilas e acidez de Lewis típicos dos óxidos de titânio, os TTNTs apresentam uma pequena contribuição de acidez protônica capaz de se coordenar com a piridina a 150ºC, e que é perdida após sua calcinação e transformação à anatásio. O ponto isoelétrico do TTNT variou dentro da faixa 2,5- 4,0, indicando o comportamento de um ácido fraco. Apesar de se revelar um semicondutor exibindo banda de absorção típica no espectro de UV-visível com energia de bandgap ligeiramente superior ao do respectivo TiO2-anatásio precursor, os TTNTs apresentaram baixo desempenho fotocatalítico na degradação de corantes catiônico e aniônico. Concluiu-se que a causa fundamental reside em sua estrutura de titanato lamelar que, em relação à forma TiO2, apresentaria maior probabilidade de recombinação do par elétron-lacuna (e-/h+), inibindo as reações de fotoxidação. A transformação do TTNT protônico à nanobastões de anatásio melhorou a atividade fotocatalítica, porém ainda sem atingir o mesmo desempenho do TiO2-anatásio precursor

Nanotechnology can be viewed as a powerful tool, capable of shaping the chemistry of atoms and molecules, converting them into exciting nanosized and nanostructured materials, devices and machines. However, in pursuing this task, an exceptional ability is required to deal with complex inter- and multidisciplinary approaches, as imposed by the nanoscale. A new research organization framework, capable of promoting cooperative interactions in many complementary areas, including the industries, is demanded. In this sense, an interesting example are the nanotechnology networks and millenium institutes recently created in Brazil. The highlights and weakness of such cooperative research networks are discussed, in addition to relevant nanotechnology themes focusing on the special needs and resources from the developing nations.

The objectives of this work are to supply a basic background on nanostructured materials and also to report about the obtaining of nanoparticles, mainly, tin dioxide nanocrystalline particles (obtained by using the polymeric precursor method) presenting a high stability against particle growth due to the usage of a metastable solid solution. The synthesis and growth of SnO2 nanoribbons by a carbothermal reduction process are also discussed.