[pt] Ensaios imunológicos em amostras biológicas são baseados em métodos que quantificam a ligação antígeno-anticorpo através de um marcador ligado ao anticorpo. Recentemente, métodos magnéticos de detecção têm sido aplicados através da utilização de marcadores contendo nanopartículas magnéticas em seu interior. Isto pode levar a um diagnóstico precoce de determinadas patologias como tumores, doenças auto-imunes, etc. Com este objetivo, construímos um magnetômetro para realizar esta caracterização. Utilizamos uma sonda Hall triaxial, um eletroímã alimentado por uma fonte de corrente bipolar e um sistema posicionador de precisão. Todos os componentes do magnetômetro foram controlados utilizando a linguagem LabView®. A interface com o usuário é extremamente versátil e é realizada através de um arquivo texto onde qualquer seqüência de campos magnéticos aplicado (de 0,2 mT à 1 T) a serem aplicados à amostra pode ser especificada. A performance do magnetômetro construído foi comparada com a de um magnetômetro comercial SQUID e um erro médio quadrático de 0.43% foi encontrado na magnetização da partículas de níquel para momentos magnéticos na ordem de 10-4 Am2. Finalmente, como exemplo de aplicação, nanopartículas de ferrita de cobalto com momento magnéticos na ordem de 10-5 Am2 foram recobertas com vários surfactantes e sua caracterização foi realizada utilizando o magnetômetro construído. / [en] Immunoassays in biological samples are based on methods that quantify the antigen-antibody link using a magnetic marker attached to the antibody. Recently, magnetic methods of detection have been applied using markers with magnetic nanoparticles in its interior. This can lead to early diagnosis of certain pathology such as tumors, autoimmune diseases etc. With this objective, built a magnetometer to perform this characterization. We use a tri-axial Hall probe, an electromagnet powered by a bipolar current source and a accurate positioner system. All components of the magnetometer were controlled using Lab View language. The interface with the user is extremely versatile and is made through a text file where any sequence of magnetic fields (from 0,2 mT to 1 T) to be applied to the sample can be specified. The performance of the built magnetometer was compared with a commercial SQUID magnetometer and an mean squared error of 0.43% was found in the magnetization of the particles of nickel for magnetic moments in the order of 10-4 Am2. Finally, as an example of application, nanoparticles of cobalt ferrite with magnetic moments in the order of 10-5 Am2 were coated with various surfactant and its characterization was performed using the built magnetometer.

[pt] Estudou-se, numericamente, a utilização de nanofluidos como fluidos secundários em sistemas de refrigeração por compressão de vapor. Foi desenvolvido um modelo de simulação de um sistema água-água com compressor alternativo e condensador e evaporador de tubo duplo reto. O método de multi-zonas foi utilizado na simulação dos trocadores de calor. As zonas bifásicas, por sua vez, foram discretizadas para levar em conta a variação local do coeficiente de transferência de calor. No caso do condensador determinou-se o coeficiente de transferência de calor a partir de um mapa de escoamento bifásico. No evaporador o nanofluido escoa na seção circular (interna) enquanto que o refrigerante escoa na seção anular. Um programa baseado na plataforma EES foi desenvolvido para a solução do sistema de equações algébricas não lineares resultantes do modelo matemático. Os resultados da simulação mostram que, para a mesma capacidade frigorífica, a área de troca de calor no evaporador e a queda de pressão no lado do refrigerante diminuem quando: (i) a concentração volumétrica das nanopartículas e a temperatura do fluido-base aumentam; (ii) o diâmetro das nanopartículas diminui. Observou-se, também, que a queda de pressão do lado do nanofluido e, conseqüentemente, a potência de bombeamento, aumentam com a concentração volumétrica de nanopartículas, mas diminuem para diâmetros das nanopartículas menores e temperaturas mais elevadas do fluido-base. Os resultados para um sistema típico mostraram que o uso de nanofluidos como fluidos secundários pode levar a uma redução de até 6% na área do evaporador, quando comparado com o fluido-base convencional. / [en] The use of nanofluids as secondary coolants in vapor compression refrigeration systems was numerically studied. A simulation model for a liquid-towater heat pump, with reciprocating compressor and straight double-tube condenser and evaporator was studied. The multi-zone method was employed in the modeling of the heat exchangers. By their turn, the two-phase regions of both condenser and evaporator were discretized to take into account the local variation of the refrigerant condensing and boiling heat transfer coefficients. In the condenser two-phase region, the local heat transfer coefficient was determined as a function of the governing two-phase flow regime. The nanofluid was supposed to flow through the inner circular section of the evaporator, while the refrigerant was left to the annular passage. A computational program, based on EES (Engineering Equation Solver) package, was developed to solve the resulting non-linear system of algebraic equations. Different nanoparticles (Cu, Al2O3, CuO and TiO2) were studied for different volumetric concentrations and particle diameters. Simulation results have shown that, for a given refrigerating capacity, evaporator area and refrigerant-side pressure drop are reduced when: (i) the volumetric concentration of nanoparticles and nanofluid temperature increase; (ii) the diameter of nanoparticles decrease. Also, nanofluid-side pressure drop and, consequently, pumping power, increase with nanoparticle volumetric concentration and decrease with nanoparticle diameter and nanofluid temperature. Results from a typical case-study indicated an evaporator area reduction of up to 6%, with the use of nanofluids as secondary coolant, if compared to the conventional base-fluid (H2O).

[pt] O Ensaio imunológico é uma ferramenta importante no diagnóstico clínico e na pesquisa fundamental. Nanopartículas magnéticas, ligadas a anticorpos, têm sido aplicadas cada vez mais em vários ensaios imunológicos com o objetivo de separação e quantificação de antígenos. Nós desenvolvemos um sistema baseado em SQUIDs maciços para detecção do campo gerado pela magnetização remanente de nanopartículas magnéticas, onde o fluxo é detectado diretamente pelo SQUID. Vários SQUIDs foram construídos de forma a otimizar a sensibilidade do sistema. Nanopartículas magnéticas comerciais revestidas de sílica, dextran e latex foram usadas nas experiências com tamanhos externos médios variando de 50 nm a 900 nm. Para nanopartículas superparamagnéticas a técnica de termorremanência foi utilizada. As amostras foram preparadas com geometria cilíndrica, um pouco menores que o furo do SQUID, e a aproximação de dipolo magnético não pode ser usada. Modelos baseados na indutância mútua entre superfícies cilíndricas e no método de elementos finitos foram utilizados para estimar com sucesso os momentos magnéticos das amostras utilizadas. / [en] The immunoassay is an important tool in clinical diagnostics and in fundamental research. Magnetic nanoparticles, bound with antibodies, have been applied increasingly for various immunoassays with the purpose of separation and quantification of antigens. We developed a system based on bulk SQUIDs for detecting the field generated from remanent magnetization of magnetic nanoparticles, where the flux is detected directly by the SQUID itself. Several SQUIDs was built in order to optimize the system sensibility. Commercial magnetic nanoparticles coated with silica, dextran and latex with mean external length varying from 50 nm to 900 nm were used in the experiments. For Superparamagnetic nanoparticles, the termoremanent technique was used. The samples were prepared with cylindrical geometry slightly smaller than SQUID hole, and magnetic dipole approximation cannot be used. Models based on mutual inductance between cylindrical surfaces and on finite element method was used to estimated successfully the magnetic moments of the samples used.

[pt] O uso do bambu como reforço em matrizes poliméricas é uma ideia consolidada. No entanto, o bambu é suscetivel a ataques microbianos, onde consiste uma das principais limitações para seu uso. Este trabalho teve como principal objetivo a impregnação interna do bambu Dendrocalamus giganteus Wall.ex Munro com nanopartículas de prata (NPs-Ag), com potencial antifúngico, sintetizadas com dois estabilizantes diferentes (citrato trissódico e quitosana). As seções impregnadas foram analisadas verificando-se que os agregados de NPs-Ag-citrato se concentraram no parênquima, preferencialmente na parte externa do bambu, ocupando 0,26 por cento do volume total da amostra, com um volume médio de 9,19 × 10 elevado a 3 micrómetros cúbicos. Enquanto que os agregados de NPs-Ag-quitosana se concentraram tanto parênquima quanto nos vasos do metaxilema, apresentando maior homogeneidade de distribuição na parte interna do bambu, ocupando 1,18 por cento do volume total da amostra e volume médio de 1,71 × 10 elevado a 3 micrômetros cúbicos. / [en] The use of bamboo as reinforcement in polymer matrices is an established idea. However, bamboo is susceptible to microbial spoilage, which is a major limitation for their use. This work had as main objective the internal impregnation of bamboo Dendrocalamus giganteus Munro Wall.ex with silver nanoparticles (NPs-Ag) with antifungal potential, synthesized with two different stabilizers (trisodium citrate and chitosan). The impregnated sections were analyzed verifying that Ag NPs citrate aggregates concentrated in the parenchyma, preferably on the outside of the bamboo, occupying 0.26 percent of the total sample volume with an average volume of 9.19 × 10 to 3 cubic micrometer. While NPs-Ag-chitosan aggregates focused both parenchymal and in metaxylem vessels, with more homogeneous distribution inside the bamboo, occupying 1.18 percent of the total sample volume and average volume of 1.71 × 10 to 3 cubic micrometer.

[pt] Desenvolver um sistema que combine direcionamento ativo para células específicas, elevada incorporação celular, capacidade de transdução fototérmica e biocompatibilidade é um desafio para tornar nanopartículas aplicáveis na área da biomedicina. Neste estudo, realizamos a funcionalização de nanopartículas de ouro (AuNP) em algumas etapas, utilizando macromoléculas estrategicamente para conferir- lhes características-chave de agentes teranósticos. O polietileno glicol (PEG), sendo hidrofílico, melhora a estabilidade e a duração em circulação das nanopartículas. Já o poli(ácido lático) (PLA), que é um polímero hidrofóbico e biodegradável, desempenha um papel importante na interação e incorporação dessas nanopartículas através das membranas celulares. Além disso, a funcionalização com folato pode oferecer um direcionamento ativo, uma vez que as células tumorais geralmente superexpressam proteínas receptoras de folato. Através da funcionalização única, dupla, Janus e tripla de AuNP esféricas ou cilíndricas com estes ligantes, conseguimos obter diferentes propriedades relacionadas a agregação, estabilidade e ressonância de plásmons de superfície localizada (LSPR). A funcionalização tripla garante simultaneamente uma estabilidade das nanopartículas em meios aquosos e um aumento significativo na incorporação celular. Além disso, a exposição com radiação infravermelha mostra que os nanobastões conseguem elevar a temperatura mais eficientemente do que as nanoesferas devido à sua banda de ressonância plasmônica superficial longitudinal. Os resultados sugerem que essa estratégia de funcionalização pode ser utilizada para ajustar as propriedades desejadas, possibilitando aplicações práticas e eficazes das nanopartículas de ouro em imagiologia e terapia fototérmica em pesquisas na área biomédica. / [en] Developing a system that combines active targeting to specific cells, enhanced cellular uptake, photothermal transduction capacity, and biocompatibility is a challenge to make nanoparticles applicable in the field of biomedicine. In this study, we carried out the functionalization of gold nanoparticles (AuNP) in several steps strategically using macromolecules to provide key characteristics of theragnostic agents. Polyethylene glycol (PEG), being hydrophilic, enhances nanoparticle stability and circulation lifetime. Polylactic acid (PLA), which is a biodegradable hydrophobic polymer, plays an important role in the interaction and uptake of these nanoparticles through cellular membranes. Furthermore, functionalization with folate can offer active targeting, as tumor cells typically overexpress folate receptor proteins. By single, double, and triple functionalization of spherical and rod-shaped AuNP with these ligands, we obtained varying properties related to aggregation, stability, and localized surface plasmon resonance (LSPR). Triple functionalization ensured simultaneous stability of the nanoparticles in aqueous media and a significant increase in cellular uptake. Additionally, the incidence of infrared radiation reveals that nanorods can increase the temperature more effectively gold nanospheres due to their longitudinal surface plasmon resonance band. The results suggest that this functionalization strategy can be employed to fine-tune desired properties, enabling practical and effective applications of gold nanoparticles in imaging and photothermal therapy within biomedical research.

[pt] A gentamicina é um antibiótico aminoglicosídio (AMG) amplamente utilizado na medicina humana e veterinária por exibir um amplo espectro de ação no tratamento de infecções causadas por bactérias gram-positivas e gram-negativas. No entanto, sua prescrição deve ser criteriosa devido aos possíveis efeitos colaterais como ototoxidade e nefrotoxidade. Os métodos espectroanalíticos usados na determinação de gentamicina quase sempre requerem a modificação da molécula com agentes de derivatização química já que os AMG não possuem grupos cromóforos relevantes. Esse tipo de procedimento é trabalhoso e na maioria dos casos implica em resultados com a exatidão questionável em função de dificuldades relacionadas, por exemplo, na reprodução do rendimento das reações de derivatização. Na presente dissertação, a influência da gentamicina (na forma de sulfato) no efeito da ressonância plasmônica nas superfícies das nanopartículas de ouro (AuNPs) foi estudada e utilizada para o desenvolvimento de métodos analíticos para a determinação desse AMG. Nanopartículas de ouro esféricas (AuNPs-E), tanto em meio aquoso quanto em meio organizado por surfactantes, e nanopartículas de ouro na forma de bastão (AuNPs-B), em meio aquoso contendo resíduo do surfactante catiônico usado na sua síntese, foram estudados como sondas analíticas para a gentamicina. As AuNPs-E foram sintetizadas em condições próximas às descritas por Turkevich, enquanto as AuNPs-B foram obtidas na presença do surfactante catiônico CTAB, como indicado pelo procedimento de Nikoobakht e El-Sayed. Um estudo criterioso de ajuste de condições para a estabilidade da sonda e reprodutibilidade da resposta óptica da sonda na presença de gentamicina foi realizado. Dentre os fatores estudados incluem-se o valor do pH da sonda de trabalho, o tempo de 7 estabilização, o tipo e a concentração de surfactante. As condições finais para a determinação de gentamicina usando AuNPs-E foram: concentração de nanopartículas nas dispersões de trabalho de 4,1 × 10 elevado a -10 mol L elevado a -1, pH 3,7 (pH original da dispersão AuNPs-E), concentração do surfactante Tween-20 de 1,0 × 10 elevado a -8 mol L elevado a -1. Para a sonda de AuNPs-B, as condições escolhidas foram: concentração de nanopartículas nas dispersões de trabalho de 3,8 × 10 elevado a -10 mol L elevado a -1, pH 5,2 (pH original da dispersão AuNPs-B). Os sinais produzidos por essas sondas foram estáveis por pelo menos 2 h. As curvas analíticas foram construídas a partir do monitoramento da luz transmitida através da dispersão aquosa em 526 nm (decréscimo da banda de ressonância transversal) ou 681 nm (incremento de banda decorrente da aglomeração das AuNPs) para AuNPs-E, e em 662 nm (decréscimo da banda de ressonância longitunidal) no caso das AuNPs-B. Para ambas as sondas, independentemente do comprimento de onda monitorado, a faixa linear da resposta analítica cobriu duas ordens de magnitude de concentração (entre 10 elevado a -9 à 10 elevado a -7 mol L elevado a -1). Os limites de detecção para a gentamicina foram de 1,7 × 10 elevado a -9 mol L elevado a -1 no método baseado no uso da sonda de AuNPs-E e de 5,3 × 10 elevado a -9 mol L elevado a -1 para o método em que se utilizou a sonda de AuNPs-B. Os métodos foram aplicados para análise de duas formulações (soluções injetáveis) de sulfato de gentamicina disponíveis no mercado para o tratamento de gado leiteiro. Os métodos mostraram-se seletivos em relação aos excipientes presentes nas soluções injetáveis (considerando as quantidades relativas destes nas formulações) e os resultados analíticos indicaram recuperações percentuais de gentamicina entre 96 e 98 por cento (em relação ao valor descrito nas bulas dos medicamentos) sendo estatisticamente iguais às recuperações percentuais obtidas utilizando calorimetria com derivatização química com ninidrina, usado como método de referência. / [en] Gentamicin is an aminoglycoside (AMG) antibiotic widely used in human and veterinary medicine as they present a broad spectrum of action covering gram-positive and gram-negative bacteria. However, medical prescription of AMG must be made with care due to possible side effects such as nephrotoxicity and ototoxicity. Spectroanalytical methods used for the determination of gentamicin almost always require the modification of the analyte molecule by chemical derivatization agents since AMG does not have any relevant chromophore groups. Chemical derivatization is cumbersome and in most cases results in poor accuracy due to, for instance, difficulties to reproduce reaction yields. In the present work, the influence of gentamicin (as sulphate) on the plasmon resonance on the surface of gold nanoparticles (AuNPs) was studied and used to develop analytical methods for the determination of this AMG. Spherical gold nanoparticles (AuNPs-E), both in aqueous medium and in médium containing surfactants, as well as gold nanorods (AuNPs-B) in an aqueous medium containing residues of the cationic surfactant used in the synthesis, as analytical probes for gentamicin. The AuNPs-E were synthesized in conditions similar to those described by Turkevich while AuNPs-B were obtained in the presence of the cationic surfactant CTAB as described by El-Sayed and Nikoobakht. A careful study was carried out to establish the conditions for a stable and reproducible optical response of the analytical probe in the presence of gentamicin. Among these conditions includes the pH values of the working probe, stabilization time of the probe, the type and concentration of surfactant in 9 the system. The final conditions for the determination of gentamicin using AuNPs-E were 4.1 × 10 raised to -10 mol L raised to -1 of nanoparticle in the working dispersion, pH 3.7 (the original pH of the AuNPs-E aqueous dispersion), 1.0 × 10 raised to -8 mol L raised to -1 of the surfactant Tween-20. For the AuNPs-B probe, the chosen conditions were: 3.8 × 10 raised to -10 mol L raised to -1 of nanoparticles in the working dispersions, pH 5.2 (pH of the stock dispersion AuNPs B). The signals generated by these probes were stable for at least 2 h.The analytical curves were constructed by monitoring the light transmitted through the aqueous dispersion at 526 nm (decreasing of the transversal resonance band) or at 681 nm (increment of a band resulting from the agglomeration of AuNPs) to AuNPs-E, and 516 nm (decreasing of the transversal resonance band) or at 662 nm (decreasing of the longitunidal resonance band) in the case of AuNPs-B. For both of the probes, regardless of the monitored wavelength, the linear analytical response range covered two orders of magnitude (from 10 raised to -9 to 10 raised to -7 mol L raised to -1). The detection limits for gentamicin were 1.7 × 10 raised to -9 mol L raised to -1 in the method based on the use of AuNPs-E probe, and 5.3 × 10 raised to -9 mol L raised to -1 for the method based on the use of the AuNPs-B probe. The methods were applied for the analysis of two gentamicin sulfate based formulations (injectable solutions) commercially available for the treatment of dairy cattle. The methods were selective in relation to the excipients present in these injectable solutions (considering the relative amounts of these in the formulations) and analytical results indicated percent recoveries of gentamicin between 96 and 98 per cent (relative to the values indicated in the medicine instructions) which was statistically equal to the percent recoveries obtained using the reference colorimetric method based on the chemical derivatization using ninhydrin.

[pt] A rápida evolução tecnológica vem acompanhada da necessidade de se obter cada vez mais materiais com melhores desempenhos. Os materiais poliméricos, muito utilizados em nosso cotidiano devido as suas características de boa resistência, boa estabilidade química, fácil processabilidade e baixo custo, ainda são restritos para algumas aplicações devido as suas baixas propriedades mecânicas e térmicas, quando comparados ao aço. A fim de atender a essas características, os materiais compósitos à base de polímeros vêm ganhando um importante espaço. Muito já foi relatado sobre a eficiência da inclusão de cargas em escala nanométrica em uma matriz polimérica, para se obter melhoras nas propriedades térmicas e mecânicas. A poliamida 11, muito utilizada em aplicações offshore como revestimento de risers, é um exemplo de polímero que pode possuir melhores propriedades com a aplicação de reforços. Os nanotubos de titanato apresentam boas características mecânicas com módulo de Young em torno de 230 GPa e se apresentam como uma boa carga para nanocompósitos. Sendo assim, no presente trabalho foram fabricados compósitos à base de poliamida 11 com cargas de nanotubos de titanano (TTNT) e nanopartículas de TiO2. Os nanotubos utilizados possuem estrutura de trititanatos e as nanopartículas são do tipo comercial P-25 e foram utilizadas no intuito de comparar os resultados obtidos com os nanotubos, uma vez que estas possuem uma área superficial bem menor. Os nanocompósitos fabricados (A1, A2, A3 e A4) e a poliamida 11 pura (A0 e Ap) foram submetidos a ensaios de tração, termogravimetria (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foi observada uma melhora significativa nas propriedades mecânicas para as amostras A1 e A3 e nas propriedades térmicas para as amostras A1, A3 e A4, quando comparadas com a poliamida pura. / [en] The fast technological developments comes with the need to obtain more materials combined with better performance. Polimeric materials, commonly used in our daily because of its characteristics of good strength, good chemical stability, easy processability and low cost, are still restricted for some applications owing to their low mechanical and thermal properties compared to steel. In order to improve these characteristics, composite materials based on polymers are gaining an important space. Much has been reported on the effectiveness of inclusion of fillers at nanoscale in a polymer matrix, to obtain improvements in mechanical and thermal properties. The polyamide 11, widely used in offshore applications as coatings of risers, is one example of polymer which can has better properties with the use of reinforcement. The titanate nanotubes exhibit good mechanical properties with Young’s modulus around 230 GPa and appear as good nanocomposite reinforcement. In this study, polyamide 11 composites reinforced with titanate nanotubes (TTNT) and TiO2 nanoparticles were manufactured. The nanotubes used have trititanate structure and the nanoparticles are the commercial type P-25 and were used in order to compare the results with the nanotubes, as the nanoparticles have a smaller surface area. The nanocomposites produced (A1, A2, A3 and A4) and pure polyamide 11 (A0 and Ap) were submitted to tensile tests, thermogravimetric analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). A significant improvement on mechanical properties for samples A1 and A3 and for thermal properties in samples A1, A3 and A4 were observed when compared to pure polyamide.

[pt] A demanda global por energia irá aumentar em até 50 porcento nos próximos 20 anos e o petróleo permanecerá sendo a principal fonte de fornecimento de energia. Entre os diferentes tipos de óleos brutos de petróleo, as atenções têm-se concentrado na recuperação de óleos pesados e extrapesados, porque os recursos convencionais de petróleos leves e médios estão globalmente se reduzindo. Os óleos pesados e extrapesados constituem 70 por cento das reservas mundiais, mas devido a sua viscosidade elevada e composição complexa geram problemas. Portanto, a sua recuperação representa um desafio para a indústria do petróleo. Os métodos convencionais só podem ser recuperados cerca 30 por cento do óleo do reservatório e a recuperação avançada de óleo (EOR) que permite obter valores superiores. O método mais utilizado é a injeção de vapor cujo mecanismo principal é o aquecimento do petróleo. Este trabalho apresenta um estudo da influência da presença de nanopartículas no processo de injeção de vapor (aquatermólise), que pode gerar um efeito catalítico promovendo uma melhora no craqueamento incipiente e a consequente diminuição da viscosidade. Um óleo pesado, com viscosidade de 4730 cP a 25 graus Celsius, foi utilizado em escala de bancada para avaliar os efeitos do tempo, da temperatura, do tipo e concentração de nanopartículas (Al2O3-NiO, TiO2 e (Mg,Ni)O) sobre a viscosidade e composição do óleo cru. Os resultados mostraram que a presença de TiO2 e vapor de água podem melhorar a qualidade do petróleo, pela redução das frações pesadas, e diminuir a sua viscosidade em até 13,4 por cento. A técnica foi favorecida com o aumento de temperatura e tempo de aquatermólise. / [en] The global demand in energy will increase by 50 percent over the next 20 years and oil will remain the main source of energy. Among the different types of crude oils, attention has been focused on the recovery of heavy and extra heavy oils, because the conventional resources as light and medium oils are globally decreasing. Heavy and extra heavy oils constitute 70 percent of world reserves, but lead to problems due to their high viscosity and complex composition. Therefore, the recovery of these oils represents a challenge for the oil industry. Conventional methods recover about 30 percent of oil in the reservoir and enhanced oil recovery (EOR) allows to get higher values. The most used method is the injection of steam whose main mechanism of this process is the heating of oil. Consequently there is a reduction of viscosity followed by an incipient cracking, phenomenon affected by the presence of steam water, which needs further studies. This work presents a study of the influence of nanoparticles in the steam injection (aquathermolysis), which can generate a catalytic effect; it enhances the incipient cracking and decreases the viscosity. A heavy oil with viscosity of 4730 cP at 25 Celsius degrees was used in bench scale to evaluate the effects of time, temperature, type and concentration of nanoparticles (Al2O3-NiO, TiO2 and (Mg,Ni)O) on viscosity and composition of the crude oil. The results showed that the presence of TiO2 nanoparticles with steam water may improve the oil quality, by reducing the heavy fractions, and reducing its viscosity up to 13.4 percent.The technique was improved with increasing either temperature or time of aquathermolysis.

[pt] As dispersões bifásicas (ex. espumas e emulsões), de grande relevância prática na química e na engenharia, são termodinamicamente instáveis devido à diminuição de energia livre no processo de coalescência. Esta limitação é comumente minimizada através de mecanismos de estabilização eletrostática e estérica. Recentemente, há um interesse crescente na estabilização de emulsões e espumas usando partículas sólidas (tipo Pickering), devido à forte adsorção das mesmas nas interfaces para formar uma película sólida. Dependendo do tamanho e do ângulo de contato, a adsorção das partículas pode tornar-se irreversível, melhorando a estabilidade em comparação com sistemas estabilizados por surfactante. Como nanopartículas de molhabilidade intermédia são relativamente raras, o ajuste deste parâmetro é o principal desafio para obter dispersões estáveis. No presente estudo, nanopartículas de sílica (SiNPs) foram modificadas superficialmente com 3-aminopropil trimetoxisilano e hexadeciltrimetoxisilano como agentes sililantes, para se obter três tipos diferentes de nanopartículas híbridas de maior hidrofobicidade, visando a formulação de dispersões bifásicas altamente estáveis usando um método de baixa energia (agitação manual). As SiNPs modificadas foram caracterizadas através de testes qualitativos, infravermelho, analise termogravimétrica, analise elementar e ressonância magnética nuclear de carbono treze e de silício vinte nove no estado sólido para confirmar o enxerto dos grupos funcionais. As propriedades das NPs em relação à sua dispersabilidade e comportamento em interfaces foram avaliadas por espalhamento de luz dinâmica e a tensão superficial crítica de molhabilidade. Finalmente, foram preparadas espumas líquidas e emulsões água-em-óleo (A/O) utilizando as partículas híbridas obtidas e pequenas quantidades de surfactantes, para facilitar o processo de dispersão. Os resultados mostraram que as NPs mais hidrofílicas estabilizam melhor a interface ar/água (espumas), enquanto a estabilização máxima em emulsões é obtida com as NPs mais hidrofóbicas, uma vez que a interação com a fase contínua é otimizada. Além disso, a presença de grupos funcionais na superfície das SiNPs oferece a possibilidade de obter efeitos de sinergia com os surfactantes, controlando a adsorção mista na interface. As aplicações potenciais destes resultados podem abranger diversas áreas, tais como biomedicina, ciência dos materiais, recuperação de petróleo, cosméticos e alimentos. / [en] Biphasic dispersions (e.g. foams and emulsions) are of practical relevance to many chemical and engineering fields. These dispersions are thermodynamically unstable, since their decay results in a decrease of the free energy. Different mechanisms can prevent the coalescence of the dispersion, such as electrostatic and steric stabilization. Recently, there has been an increased interest in the study of stabilization of emulsions and foams using solid particles (Pickering type), since particles can strongly adsorb at interfaces to form a solid film, replacing the incompatible water-oil(ar) interface by the more favorable oil(ar)-particle and particlewater interfaces. Depending on their size and contact angle of selective wetting, particle adsorption can become irreversible, with increased stability of particle-stabilized dispersions compared to surfactant-stabilized systems. Since particles of intermediate wettability by nature are relatively rare, tailoring particle wettability is the major challenge to obtain stable dispersions. In the present study, hybrid silica nanoparticles (SiNPs) were prepared by modification of their surface using 3 aminopropyltrimethoxysilane and hexadecyltrimethoxysilane as silanizing agents, to obtain three different nanoparticles with increased hydrophobicity, aiming to achieve highly stable biphasic dispersions using a low-energy method. The modified SiNPs were characterized using qualitative tests, FTIR, TGA, CHN and NMR (Si) to confirm grafting of functional groups. In addition, nanoparticle properties regarding aqueous dispersions and behavior at interfaces were evaluated by DLS and critical wetting surface tension. Liquid foams and water-in-oil (W/O) emulsions were prepared using the obtained hybrid particles and small amounts of different surfactants, to facilitate the dispersion process. The results showed that while more hydrophilic NPs stabilize better the air/water interface (foams), maximum stabilization in W/O emulsions is achieved with the most hydrophobic NPs, since interaction with continuous phase is optimized. In addition, the presence of different functional groups at the surface of the SiNPs offers the possibility for increased synergy with surfactants, controlling the mixed adsorption at the interface. The potential applications of these results can cover diverse fields such as biomedicine, materials science, oil recovery, cosmetics and food.

[pt] Nesta dissertação descrevemos a preparação de nanopartículas (NPs) de ouro através do aquecimento de filmes finos de ouro depositados em substratos de soda-lime pela técnica Magnetron Sputtering. Foi realizado um estudo para cinco espessuras diferentes variando entre (6–20) nm. Descrevemos também a caracterização morfológica e óptica (linear e não-linear) das nanopartículas formadas. Os resultados indicaram que a temperatura é de fundamental importância na formação das NPs, tendo sido realizado um estudo para formação a diferentes temperaturas. As amostras foram caracterizadas estruturalmente pela microscopia de força atômica (AFM) e microscopia eletrônica de varredura de emissão de campo (FESEM). Para o processamento das imagens geradas pelas microscopias utilizou-se uma análise de imagem (IA) antes da extração dos atributos morfológicos envolvendo as etapas de pré-processamento, segmentação, pós-processamento e medida. Para o processamento e extração de atributos, utilizou-se o Software KS400. As partículas possuem dimensões nanométricas com forma aproximadamente esféricas e diâmetros médios em torno de 13 nm para NPs formadas pelo aquecimento de filmes finos de 6 nm de espessura à 600° C por 4 minutos. As caracterizações ópticas lineares e não-lineares das NPs em estudo foram realizadas através das técnicas de espectroscopia UV-Vis e varredura z (Z-SCAN) em 800 nm respectivamente. No estudo da não-linearidade óptica foram determinados os índices de refração não linear (n2) e a absorção não- linear (a2) das NPs de ouro. Os resultados revelaram altos índices de refração não- linear, assim como uma inversão de sinal na absorção não-linear e no índice de refração não-linear quando os filmes finos de ouro são submetidos a um aquecimento a 600°C por 4 minutos. / [en] In this dissertation we describe the preparation of gold nanoparticles (NPs) by heating gold thin films of thicknesses between (6-20) nm, previously deposited on soda-lime substrates by Magnetron Sputtering. Also described are the morphological and optical (linear and nonlinear) characterization of the NPs. The tempertature dependence of the formation process of the NPs was investigated. The samples were structurally characterized by Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy, High Resolution (FESEM). We used an image analysis (IA) before extraction of morphological features involving the steps of preprocessing, segmentation, post-processing and measurement. For the processing and extraction of attributes, we used the software KS400. The particles have nanometers dimensions with approximately spherical shape and diameters around 13 nm for NPs formed by heating 6 nm thick thin films at 600 ° C for 4 minutes. The linear and nonlinear optical characterization of the NPs were performed through the techniques of UV-Vis spectroscopy and (TM-EZ at 532 nm, respectively. The non-linear optical characterization yielded the nonlinear refractive index (n2) and nonlinear absorption (a2) of the gold NPs formed. The results revealed high linear refractive indices, as well as a sign inversion of the nonlinear absorption when the NPs were formed.