[pt] O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de métodos espectroanalíticos capazes de determinar indiretamente analitos de interesse biológico e farmacológico que possuem fraca atividade óptica no UV-vis (no caso, captopril, histamina e sulfato de canamicina). Embora muitos métodos para quantificar esses analitos estejam reportados, muitos dependem da derivatização química do analito, procedimento considerado complexo e trabalhoso para fazer tais analitos absorverem e emitirem no UV-vis. Por isso, a proposta de uso de pontos quânticos fotoluminescentes é interessante, pois permitem, em condições ajustadas, respostas analíticas que proporcionam a determinação indireta dos analitos de interesse em concentrações da ordem de até 10-8 mol L-1. A determinação do captopril foi proposta utilizando pontos quânticos de grafeno aminofuncionalizados com uso de glutationa (GQDs-amino). O captopril induziu a supressão e o deslocamento espectral (para o vermelho) da fotoluminescência da dispersão aquosa dos GQDs-amino. Por outro lado, quando Fe3+ foi usado como um mediador que gera uma supressão da fotoluminescência da dispersão de GQDs-amino, a adição de captopril restabelece a fotoluminescência original dos pontos quânticos. Em condições experimentais ajustadas, a magnitude da supressão ou de deslocamento espectral da fotoluminescência dos GQDs-amino pode ser relacionada com a concentração de captopril. Em ambos os casos, a resposta linearizada abrangeu três ordens de grandeza (10-6 a 10-4 mol L-1). Em contrapartida, a abordagem de restauração do sinal da sonda, previamente suprimida com Fe3+, também se mostrou útil do ponto de vista analítico. As abordagens propostas foram testadas com a determinação de captopril em amostras simuladas e em formulações farmacêuticas comerciais. O deslocamento 10 espectral a partir da sonda GQDs-amino e ativação/desativação da fotoluminescência utilizando GQDs-amino-Fe3+ resultou em recuperações satisfatórias, mostrando o potencial de detecção quantitativo do método. No estudo com a histamina, avaliou-se o comportamento fotoluminescente da dispersão aquosa de GQDs-amino na presença de histamina com interação mediada por diferentes íons metálicos. Os resultados revelaram que uma interação mais forte e seletiva existia na presença de Eu3+, Fe3+ e Cu2+. A sensibilidade das curvas de supressão de fotoluminescência normalizada (Ks) indicou uma interação dez vezes mais forte da histamina com a superfície dos GQDs na presença de Fe3+. A resposta linear observada nos GQDs-amino-Fe3+ (luminescência medida a 345/435 nm) abrangeu a concentração de histamina de 4,3 × 10-7 mol L-1 (limite de quantificação) até 3,2 × 10-5 mol L-1. A dispersão de GQDs-amino-Fe3+ foi usada como sonda na análise de amostras de atum após extração do analito em cartucho fase sólida catiônica. Os resultados analíticos foram estatisticamente semelhantes aos obtidos com um método baseado na cromatografia líquida com detecção fluorimétrica (após derivatização química da histamina). A determinação do sulfato de canamicina foi feita medindoo efeito que ela exerce sobre a fotoluminescência dos GQDs-amino associados às nanopartículas de ouro (AuNPs), que foram produzidas pela redução de AuCl4 com NaBH4 em uma dispersão aquosa de GQDs-amino (obtido pela pirólise de ácido cítrico e glutationa) contendo também o agente tensoativo catiônico CTAB. O sistema AuNPs-GQDs-amino-CTAB apresentou fotoluminescência suprimida, que foi amplificada na presença de canamicina. Sob condições experimentais ajustadas, a ampliação da fotoluminescência do nanomaterial em função da concentração de analito se mostrou linear e abrangeu três ordens de grandeza (10-7 a 10-5 mol L-1). O uso de extração em fase sólida com um cartucho empacotado com um polímero molecularmente impresso (seletivo para aminoglicosídeos) assegurou a seletividade nas determinações de sulfato de canamicina feitas em vacina da febre amarela e em formula� / [en] The objective of the present work was the development of spectroanalytical methods capable of indirectly determining analytes of biological and pharmacological interest that present inherent weak optical activity in UV-vis (in this case, captopril, histamine and kanamycin sulfate). Although many methods to quantify these analytes are reported, many of these depend on chemical derivatization, a procedure considered complex and laborious to promote UV-vis absorption and luminescence. Therefore, the proposed use of photoluminescent quantum dots is interesting since they allow, under adjusted conditions, analytical responses that allow the indirect determination of the analytes of interest in concentrations of the order of down to 10-8 mol L-1. The determination of captopril was proposed using graphene quantum dots aminofunctionalized using glutathione as a precursor (GQDs-amino). Captopril induced photoluminescence suppression and spectral red-shift from the aqueous dispersion of GQDs-amino. In contrast, when Fe3+ is used as a mediator, it generates a suppression of the photoluminescence of the GQD-amino dispersion and the addition of captopril restored the original photoluminescence of the quantum dots. In adjusted experimental conditions, photoluminescence suppression of the GQDs-amino, as a function of the captopril concentration, can be related both to the magnitude of the suppression and to the spectral shift. In both cases, the linearized response covered three orders of magnitude (10-6 to 10-4 mol L-1). In contrast, the probe signal restoration of the previously Fe3+ suppressed photoluminescent GQDs, also proved to be analytically useful. The proposed approaches were tested by the determination of captopril in simulated samples and in commercial pharmaceutical formulations. Spectral shift from the GQDs-amino probe and the photoluminescence on/off approach (using GQDs-amino-Fe3+ probe) resulted in satisfactory recoveries, showing the quantitative capability of the method. In the work concerning histamine, the photoluminescent behavior of the aqueous dispersion of GQDs-amino in the presence of this amino acid was studied in function of different interaction mediators (metal ions). The results revealed that strong and selective interaction existed in the presence of Eu3+, Fe3+ and Cu2+. The sensitivity of normalized photoluminescence (Ks) suppression curves indicated a ten-fold stronger interaction of histamine with the surface of GQDs in the presence of Fe3+. The linear response observed in the GQDs-amino-Fe3+ (luminescence measured at 345/435 nm) covered the histamine concentration of 4.3 × 10-7 mol L-1 (quantification limit) to 3.2 × 10-5 mol L-1. The GQDs-amino-Fe3+ was applied as a probe in the analysis of tuna fish samples after solid phase extraction (SPE) of the analyte using a cationic solid phase. The analytical results were statistically similar to those obtained with a method based on liquid chromatography with fluorimetric detection (after chemical derivatization of histamine). The determination of kanamycin sulfate was made by measuring the effect it exerts on the photoluminescence of gold nanoparticles (AuNPs) associated GQDs, that were produced by the reduction of AuCl4 with NaBH4 in an aqueous dispersion of GQDs-amino (obtained by pyrolysis of citric acid and glutathione) also containing the cationic surfactant CTAB. The AuNPs-GQDs-amino-CTAB system showed a suppressed photoluminescence, which was amplified in the presence of kanamycin. Under adjusted experimental conditions, the magnification of the photoluminescence of the nanomaterial as a function of the analyte concentration was linear and covered three orders of magnitude (10-7 to 10-5 mol L-1). The use of solid phase extraction with a cartridge packed with a molecularly imprinted polymer (selective for aminoglycosides) ensured selectivity in the determinations made in yellow fever vaccine and in veterinary pharmaceutical formulations. The analytical results were statistically similar to those obtained with an HPLC based method with fluorimetri

[pt] Esta dissertação investiga e propõe um novo simulador de circuitos de Autômatos Celulares com Pontos Quânticos (QCA) e uma nova metodologia para a criação e otimização de circuitos lógicos, utilizando técnicas da inteligência computacional. Autômatos Celulares com Pontos Quânticos é uma nova tecnologia, na escala nanométrica, que tem chamado a atenção dos pesquisadores por ser uma alternativa à tecnologia CMOS, cujo limite físico de miniaturização será atingido nos próximos anos. QCA tem um grande potencial no desenvolvimento de circuitos com maior densidade espacial, maior velocidade, baixa dissipação e baixo consumo de energia. Ao contrário das tecnologias tradicionais, QCA não codifica a informação pelo fluxo de corrente elétrica, mas pela configuração das cargas elétricas no interior das células. A interação coulombiana entre as células garante o fluxo da informação. Apesar de simples, essas características fazem com que a arquitetura de circuitos de QCA se torne não trivial. Portanto, a criação de um simulador e de uma metodologia de elaboração e síntese automática de circuitos possibilitam aos cientistas uma melhor visualização de como esses dispositivos funcionam, acelerando o desenvolvimento desses sistemas na escala nanométrica. Para atingir o objetivo proposto, técnicas de inteligência computacional, tais como redes neurais do tipo Hopfield, para o desenvolvimento do simulador, e algoritmos genéticos, para a metodologia de criação e otimização dos circuitos, foram empregadas. Os resultados encontrados foram significativos, comprovando que as técnicas da inteligência computacional podem ser uma ferramenta estratégica para o rápido desenvolvimento da nanoeletrônica e da nanotecnologia em geral. / [en] This dissertation investigates and considers a new simulator of Quantum Dots Cellular Automata (QCA) Circuits and a new methodology for the synthesis and optimization of logical circuits, by means of Computational Intelligence. Quantum-dot Cellular Automata (QCA) is a new technology in the nanometric scale which has called attention from researchers as one alternative for the CMOS technology, which is reaching its physical limitation. QCA have a large potential in the development of circuits with high space density and low heat dissipation, and can allow the development of faster computers with lower power consumption. Differently from the conventional technologies, QCA do not codify information by means of electric current flow, but rather by the configuration of electrical charges in the interior of the cells. The Coulomb interaction between cells is responsible by the flow of information. Despite simple, these features become the design of logical devices into a non-trivial task. Therefore, the development of a simulator and a methodology of automatic synthesis of QCA circuits make possible to the scientist a better evaluation of how these circuits work, accelerating the development of these new systems in the nanometer scale. To reach the proposed target, Computational Intelligence techniques were used. The first results show that these techniques are capable of simulating efficiently and fast, synthesizing optimized circuits with a reduced number of cells. Such optimization reduces the possibility of failures and guarantees higher speed.

[pt] Materiais nanoestruturados como nanocristais semicondutores de telureto de cádmio (QDs de CdTe) e nanopartículas metálicas de prata (NPsAg) têm sido utilizados como nanosondas analíticas, explorando suas propriedades de luminescência e de ressonância de superfície plasmônica localizada (LSPR), respectivamente, sejam em dispersão coloidal ou em filmes finos. Em função das suas configurações experimentais, sistemas microfluídicos podem ser utilizados tanto para síntese de materiais nanoestruturados quanto para análise de analitos de interesses biológicos. No presente estudo, QDs-CdTe encapados com ácido tioglicólico (TGA) foram sintetizados em batelada e em regime de fluxo contínuo a partir da injeção dos precursores de cádmio e telúrio por bombas-seringas para um sistema de tubos de aço passando por fornos tubulares horizontais com controladores de temperatura (110-140 graus Celsius). Para otimizar os parâmetros experimentais foram variados a taxa de vazão volumétrica (0,15 - 0,03 mL min(-1)) e a razão molar de Cd:Te (1:0,3 - 1:1,5). Os resultados demonstraram que o efeito da razão molar na síntese de QDs apresentou ser mais significativo em comparação à variação da temperatura, obtendo QDs com FWHM de 64 – 86 nm. Filmes luminescentes poliméricos de PVA e PDMS foram desenvolvidos pelas técnicas de impregnação, mistura de QDs na matriz polimérica e por spin coating. Pela técnica de spin coating foram produzidos filmes de 58,7 nm. Filmes de QDs sobre substrato de vidro foram obtidos pelo processo de silanização da superfície do vidro. Todos os filmes apresentaram instabilidade de luminescência ao longo do tempo. Dispersões coloidais de NPsAg revestidas com ligantes orgânicos citrato e tartarato, nas razões Ag+:ligante (1:1 e 1:0,5), foram sintetizadas a partir da injeção dos ligantes e nitrato de prata por bombas-seringas em um microrreator tubular polimérico. As NPsAg-citrato e NPsAg-tartarato apresentaram cargas superficiais negativas e tamanhos médios de 12,5 nm. As bandas LSPR foram observadas para monitorar a interação entre as nanosonda de prata e os fármacos aminoglicosidico em fluxo contínuo mediante um fotômetro acoplado a uma cela de fluxo. Nas concentrações iguais ou maior que 2 × 10(-7) mol L(-1), produziu uma mudança no perfil espectral da nanosonda de NPsAg, com o decaimento do sinal no comprimento de onda 404 nm e o surgimento de uma nova banda em 480 nm, resultante da aglomeração das nanopartículas. Além disso, as NPsAg-tartarato foram depositadas sobre substrato de vidro para realização de filmes fino com objetivo de desenvolver, em parceria com a Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), um biosensor baseado na ressonância plasmônica localizada (LSPR) para determinação do antígeno Candida albicans. / [en] Nanostructured materials such as cadmium telluride semiconductor nanocrystals (QDs-CdTe) and silver nanoparticles (NPsAg) have been used as analytical nanoprobes, exploiting their luminescence properties and localized plasmonic surface resonance (LSPR), respectively, both in colloidal suspension or on thin solid films. Due to their experimental set-up, microfluidic systems can be used, both, for synthesis of nanostructured materials and for the analytic detection of biological and pharmaceutical compounds. In the present study, thioglycolic acid (TGA) coated QDs-CdTe were synthesized in batch and in a continuous flow regime from the injection of cadmium and tellurium precursors by syringe pumps into a steel tubes through horizontal tubular furnaces with temperature controllers (110 - 140 Celsius degrees). To optimize the experimental conditions, we modulate the volumetric flow rate (0.15 - 0.03 mL min(-1)) and the Cd:Te molar ratio (1:0.3 - 1:1.5). The results showed that the effect of the molar ratio on the synthesis of QDs was more significant compared to the temperature variation, obtaining QDs with FWHM of 64 - 86 nm. Polimeric luminescent films with PDMS e PVA were developed with impregnation, mixing QDs-TGA in PDMS and PVA and spin coating techniques. By the spin coating technique we produced luminescent film of 58.7 nm thickness. QDs-TGA film on glass substrate were obtained by means of surface silanization.All the film showed luminescence instability over time. Colloidal dispersions of NPsAg coated with the organic citrate and tartrate ligands in the Ag+/ligand ratios (1:1 and 1:0.5) were synthesized from the injection of organic ligands and silver nitrate by syringe pumps into a polymeric tubular micro-reactor. NPsAg-citrate and NPsAg-tartrate presented negative surface charges and average sizes of 12.5. The SPR band was monitored to follow the interation between the silver nanoprobe with kanamycin and neomycin drugs by means of a flow cell coupled to a photometry. At concentrations equal or greater than 2 × 10(-7) mol L(-1) the LSPR band changed its spectral profile. LSPR maximum band, centered at 404 nm, decaied and appeared a new band at 480 nm resulting from the agglomeration of the nanoparticles. Moreover, in a partnership with the Federal University of Pernambuco (UFPE), NPsAg-tartarate were deposited on glass for the realization of thin film with the object to development a biosensor based on localized plasmon resonance (LSPR) for determination of Candida albicans antigen.

[pt] O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de métodos eletro-analíticos utilizando eletrodos modificados com nanomateriais a base de carbono para determinação de analitos de interesse biológico (creatinina) e farmacológico (primaquina, INHHQ, tiomersal). A determinação de primaquina (antimalárico) e de INHHQ (potencial medicamento para o tratamento de doenças neurodegenerativas) foi proposta usando eletrodo de carbono vítreo (GC) modificado com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) o qual promoveu uma melhora significativa na corrente faradaica e na resolução de pico obtida usando voltametria de onda quadrada (SWV) em tampão Britton-Robinson (BR) 0.02 mol L-1; pH 7.00 e KCl (0.25 mol L-1). Embora vários métodos para quantificar primaquina estejam reportados, muitos deles dependem de procedimentos considerados complexos e trabalhosos, portanto, a modificação proposta de GC usando MWCNTs é comparativamente fácil, levando a uma modificação robusta que produz resultados repetitivos, fornecendo também amplificação do sinal eletroquímico devido à área ativa aumentada e a taxa de transferência eletrônica aprimorada. Os GC/MWCNTs também forneceram, ao trabalhar em um pH adequado, maior resolução na detecção das diferentes etapas eletroquímicas envolvidas no processo redox da primaquina. O eletrodo permitiu o limite de detecção (LOD) de 28 nmol L-1 para a primaquina e, quando associado a um procedimento simples baseado na extração líquido-líquido (LLE) e cromatografia em camada fina (TLC), foi alcançada a seletividade e a capacidade de determinar os níveis mais baixos esperados em amostras de urina. No caso do INHHQ, um método para quantificação por SWV foi relatado pela primeira vez. Além do uso do eletrodo GC/MWCNTs um prévio procedimento de TLC, permitiu a seletividade necessária para determinar o INHHQ no tecido cerebral de ratos Wistar. O LOD foi de 0.85 μmol L-1 e a faixa dinâmica linear cobriu duas ordens de magnitude (10-6 a 10-5 mol L-1). Os pontos quânticos de grafeno (GQDs) foram escolhidos para modificar quimicamente os eletrodos utilizados para determinar tiomersal e creatinina. GQDs são fragmentos nanométricos de grafeno (presentes em dispersões como monocamada, poucas camadas ou multicamadas) onde o transporte de elétrons é confinado em suas dimensões. GQDs são estruturas baseadas em carbono que são biocompatíveis e apresentam baixa toxicidade. A pesquisa apresenta uma nova abordagem para a determinação de tiomersal (conservante em vacinas e cosméticos) em vacinas contra influenza usando GQDs como modificador do eletrodo de GC e explorando o efeito sinérgico entre GQDs, radiação visível e a diferença de potencial aplicado. Este sistema promove a oxidação do tiomersal, produzindo um aumento significativo na resposta (par redox Hg/Hg2positivo) em termos de intensidade de corrente usando SWV e tampão BR (0.02 mol L-1; pH 4.00 com KCl a 0.25 mol L-1). O LOD foi de 0.85 μmol L-1 e a faixa dinâmica linear cobriu três ordens de grandeza (10-6 a 10-4 mol L-1). Para a creatinina (um biomarcador para a disfunção renal), um composto de GQDs-cobre foi usado para modificar um eletrodo de ouro. A determinação da creatinina foi realizada utilizando SWV (tampão BR 0.02 mol L-1; pH 4.00 com KCl a 0.25 mol L-1). O método contou com a diminuição do pico de oxidação Cu/Cu2positivo na presença de creatinina, permitindo LOD de 50 nmol L-1 e faixa dinâmica linear, cobrindo três ordens de magnitude (10-6 a 10-4 mol L-1). A resposta SWV da creatinina foi atribuída à formação do complexo creatinina-Cu2+, sendo razoavelmente seletiva em relação a este analito. Todos os procedimentos desenvolvidos por voltametria foram adequadamente comparados com métodos de referência, sendo estatisticamente compatíveis. / [en] The goal of this work was the development of electro-analytical methods using electrodes modified with carbon-based nanomaterials for determination of analytes of biological (creatinine) and pharmacological interest (primaquine, INHHQ, thiomersal). The determination of primaquine (antimalarial) and INHHQ (potential drug for treatment of neurodegenerative diseases) was proposed using glassy carbon (GC) electrode modified with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) that promoted significant improvement in faradaic current and better peak resolution obtained using square-wave voltammetry (SWV) in Britton-Robinson (BR) buffer 0.02 mol L-1; pH 7.00 and KCl (0.25 mol L-1). Although several methods to quantify primaquine are reported, many of these depend on procedure considered complex and laborious, therefore, the proposed GC modification using MWCNTs is comparatively easy, leading to a robust modification that produce repetitive results also providing amplification of the electrochemical signal due to the increased active area and improved electron-transfer rate. The GC/MWCNTs also provided, when working on a proper pH, higher resolution in detecting the different electrochemical steps involved in the redox process of primaquine. The electrode enabled limit of detection (LOD) of 28 nmol L-1 for primaquine and, when associated with a simple developed procedure, relying of liquid-liquid extraction (LLE) and thin-layer chromatography (TLC), it was achieved the selectivity and the capability to determine the lower levels expected in urine samples. In the case of INHHQ, a method for quantification by SWV was reported for the first time. In addition to the use of GC/MWCNTs electrode, a previous TLC procedure, enabled the selectivity required to determine INHHQ in brain tissue from Wistar rats. The LOD was 0.85 mol L-1 and the linear dynamic range covered two orders of magnitude (10-6 to 10-5 mol L-1). Graphene quantum dots (GQDs) was chosen to chemically modify electrodes used to determine thiomersal and creatinine. GQDs are nanometric fragments of graphene (present in dispersions as monolayer, few layer or multilayer) where electron transport is confined in their dimensions. GQDs are carbon-based structure that are bio-compatible and present low toxicity. The research presents a new approach for the determination of thimerosal (preservative in vaccines and cosmetics) in influenza vaccines using GQDs as a modifier of the GC electrode and exploring the synergistic effect between GQDs, visible radiation and the applied potential difference. This system promotes thiomersal oxidation, producing a significant increase in response (Hg/Hg2 positive redox pair) in terms of current intensity using SWV and BR buffer (0.02 mol L-1; pH 4.00 with KCl at 0.25 mol L-1). The LOD was 0.85 μmol L-1 with linear dynamic range covering three orders of magnitude (10-6 to 10-4 mol L-1). For creatinine, a biomarker for the renal dysfunction, a GQDs-copper composite was used to modify a gold electrode. Determination of creatinine was made using SWV (BR buffer 0.02 mol L-1; pH 4.00 with KCl at 0.25 mol L-1). The method relied on the decreasing of the Cu2+/Cu oxidation peak in the presence of creatinine, enabling LOD of 50 nmol L-1 and linear dynamic range covering three orders of magnitude (10-6 to 10-4 mol L-1). The SWV response of creatinine was attributed to the formation of creatinine-Cu2 positive complex being reasonably selective towards this analyte. All procedures developed by voltammetry were adequately compared with reference methods, being statistically compatible.

[pt] As nanopartículas semicondutoras (pontos quânticos ou QDs), na forma de dispersões coloidais aquosas, foram usadas como sondas para determinação indireta de flavonóides. As características especiais desses materiais, decorrente do efeito de confinamento quântico alcançado nas estruturas cujas dimensões são da ordem de poucos nm de diâmetro, resultam em propriedades fotofisicas únicas que podem ser alteradas pelo ajuste do tamanho e/ou na modificação da superfície destes nanocristais. Uma vez que os flavonóides não fluorescem naturalmente, nanopartículas de CdS modificadas com ácido 2-mercaptopropiônico (sonda dos QDs de 2MPA-CdS) e de CdTe modificadas com ácido 3-mercaptopropiônico (sonda dos QDs de 3MPA-CdTe) foram sintetizadas em fase aquosa coloidal e usadas para a determinação indireta de rutina (RUT) e de quercetina (QUE) por meio de medição de decréscimo da fotoluminescência das sondas. A utilização dos QDs como sensores na quantificação destes compostos permitiu a realização de medições fotoluminescentes rápidas e simples, sem a necessidade do uso de complexos procedimentos de derivatização química, usulamente indicados para estes casos. Verificou-se, através do modelo de Stern-Volmer, que o sinal fotoluminescente dos QDs de 2MPA-CdS é atenuado pela presença de RUT, e esta supressão de sinal foi proporcional à concentração de analito na dispersões coloidas (faixa de resposta linear entre 0,5 e 4,0 x 10-5 mol L-1), com limite de detecção (LD) de 1,2 x 10-6 mol L-1. Observou-se também que a supressão de sinal fotoluminescente foi uma combinação da contribuição do efeito filtro (devido à absorção de parcial de radiação pelo analito no comprimento de onda de excitação) e de supressão estática (proveniente da ligação e troca de energia entre analito e QDs). A abordagem foi usada na determinação seletiva de RUT em formulação farmacêutica e em amostras simuladas contendo RUT e QUE ou em saliva fortificada com RUT, nesses dois últimos casos foi associando um método a uma separação prévia de componentes por cromatografia de camada fina. A seletividade em relação a outros flavonóides também foi avaliada. A sonda de 3MPA-CdTe QDs foi usada para a determinação de QUE tanto na dispersão original quanto na dispersão organizada por surfactente (brometo de cetiltrimetilamônio ou CTAB). A QUE foi quantificada em meio não organizado e o método aplicado na análise de suplemento contendo QUE e ácido ascórbico e na análise de extratos de cebolas roxa e amarela. A técnica de cromatografia de camada fina foi utilizada com o intuito de separar a QUE de interferentes presentes na cebola. O modelo de Stern-Volmer foi utilizado para estabelecer uma relação linear entre a fotoluminescência medida na dispersão dos QDs e a quantidade de QUE adicioanda na dispersão. A curva analítica cobriu a faixa de concentrações de QUE entre 0,5 a 6,0 x 10-5 mol L-1 com LD de 0,5 x 10-5 mol L-1. Estudos realizados indicaram que a natureza do quenching formado é estático. Finalmente, um estudo sistemático da interação entre diversos flavonóides e o QDs de 3MPA-CdTe foi estudado de modo a se estabelecer a função do surfactante CTAB no processo de interação entre sonda e supressor. Verificou-se maior estabilidade de sinal da sonda neste meio, e interaçōes analito-QDs distintas daquelas obtidas na ausência do surfactante. / [en] The semiconductor nanoparticles (quantum dots or QDs), in the form of aqueous colloidal dispersions, were used as probes for the indirect determination of flavonoids. The special characteristics of these materials, due to the quantum confinement effect achieved in structures whose dimensions are of the order of a few nm, in diameter, result in unique photophysical properties that can be changed by adjusting the size and/or by surface modification of these nanocrystals. Since flavonoids do not present natural fluorescence, CdS nanoparticles modified with 2-mercaptopropionic acid (2MPA-CdS QDs probe) and CdTe modified with 3-mercaptopropionic acid (3MPA-CdTe QDs probe) have been synthesized in colloidal aqueous phase and used for indirect determination of rutin (RUT) and quercetin (QUE) by measuring the photoluminescence decreasing from the probes. The use of QDs as probes for the quantification of these compounds has allowed the quick and simple photoluminescence measurements without the need for complex chemical derivatization procedures, usually indicated in these cases. It was found, through the Stern-Volmer model, that the photoluminescence of the 2MPA-CdS QDs is attenuated by the presence of RUT, and such a signal suppression was proportional to the concentration of analyte in colloidal dispersion (linear response range between 0,5 to 4.0 x 10-5 mol L-1), with limit of detection (LOD) of 1.2 x 10-6 mol L-1. It was also observed that photoluminescence suppression was a combination of the contribution of inner filter effect (due to partial radiation absorption by the analyte at the wavelength of excitation) and static supression (from the binding and energy exchange between analyte and QDs). The method was used to the selective determination of RUT in pharmaceutical formulation and in simulated samples containing QUE/RUT and/or saliva fortified with RUT. For these former two samples, thin layer chromatography was used to establish prior separation of components. The selectivity towards other flavonoids was also evaluated. The 3MPA-CdTe QDs probe was used to determine QUE in original dispersion and in dispersion containing surfactant (cetyltrimethylammonium bromide or CTAB). QUE was quantified in a non-organized environment (without surfactant) and the method was applied for the analysis in supplement containing QUE and ascorbic acid and for the analysis of purple and yellow onions. Thin layer chromatography was used in order to separate interfering present in onions. The Stern-Volmer model was used to establish a linear relationship between the photoluminescence measurement of the QDs dispersion and the amount of QUE added into the dispersion. The analytical curve covered the range of concentrations between 0.5 to 6.0 x 10-5 mol L-1 of QUE with LD 0.5 x 10-5 mol L-1. Studies indicate that the nature of formed quenching is static. Finally, a systematic study of the interaction between various flavonoids and CdTe-3MPA QDs was studied in order to establish the CTAB surfactant function in the interaction between probe and quencher. It was observed more signal stability of the probe in this medium, and interactions distinct analyte-QDs from those obtained in the absence of surfactant.

[pt] A célula solar de banda intermediária (IBSC) é um dispositivo de terceira geração alternativo à célula solar de junção única e permite atingir maior eficiência mantendo a simplicidade de ter apenas uma junção pn, garantindo baixo custo e baixa complexidade de fabricação. Nesta tese, um extenso trabalho experimental é apresentado, utilizando as técnicas de microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de transmissão, catodoluminescência e fotoluminescência, além de extenso trabalho teórico baseado em simulações realizadas com os programas nextnano e SCAPS. Através dos dados obtidos, é discutida a escolha do InGaP para a matriz da célula solar e do InAs para os pontos quânticos; a inclusão das field damping layers, que minimizam o efeito negativo do campo elétrico sobre os pontos quânticos; o desordenamento do InGaP bulk; como pontos quânticos pequenos e com cap layers de menor espessura alteram a tendência de ordenamento das camadas subsequentes de InGaP; a inclusão de uma camada de GaP para garantir a qualidade das interfaces durante o crescimento da estrutura; e a otimização dos pontos quânticos para atingir a energia ideal teórica para a banda intermediária. Cinco estruturas completas de células solares de referência e de banda intermediária baseadas nas discussões apresentadas são então propostas para crescimento futuro. Estas estruturas de IBSC devem apresentar figuras de mérito interessantes, como VOC entre 1,32 eV e 1,44 eV (1; 2), aumento entre 5 por cento e 50 por cento na ISC (3) e baixos efeitos resistivos, garantindo FF alto e eficiências superiores à das células solares de referência. / [en] The intermediate band solar cell (IBSC), an alternative to the single junction solar cell, is a third generation device that achieves greater efficiency while maintaining the simplicity of having only one pn junction, guaranteeing low cost and low complexity to manufacture. In this thesis, an extensive experimental work is presented, using atomic force microscopy, transmission electron microscopy, cathodoluminescence and photoluminescence techniques, in addition to an extensive theoretical work based in simulations performed with nextnano and SCAPS softwares. Through the obtained data, the choice of InGaP for the solar cell matrix and InAs for the quantum dots; the inclusion of field damping layers to minimize the negative effect of the electric field on the quantum dots; the disordering of bulk InGaP; the way small quantum dots with thinner cap layers alter the ordering tendency of subsequent layers of InGaP; the inclusion of a GaP layer to ensure the interfaces’ quality during the structure s growth; and the quantum dots optimization to reach the intermediate band ideal theoretical energy are discussed. Five complete structures for reference and intermediate band solar cells based in the presented discussions are then proposed for future growth. These IBSC structures should present interesting figures of merit, such as a VOC ranging between 1,32 eV and 1,44 eV (1; 2), an increase between 5 per cent and 50 per cent in ISC (3) and low resistance effects, ensuring a high FF and efficiencies superior to the reference solar cells.

[pt] Uma sonda fotoluminescente do tipo turn-off foi avaliada para a detecção de Hg(2+) usando pontos quânticos de grafeno (GQDs). Diferentes nanopartículas de carbono fotoluminescentes foram preparadas usando a abordagem bottom-up, usando ácido cítrico ou ácido cítrico misturado com algum composto contendo enxofre (tioureia, tioacetamida ou glutationa). Dispersões desses GQDs foram comparadas em termos de comportamento fotofísico na presença de Hg(2+). Observou-se que as nanopartículas preparadas com ácido cítrico e tioureia (GQDs- TU) apresentaram melhor perfil de supressão fotoluminescente (resposta analítica) na presença de Hg(2+). As condições experimentais foram ajustadas para o melhor perfil de resposta e para obter os parâmetros analíticos de mérito. Um estudo para avaliar possíveis interferências na presença de outros íons de metais pesados além de íons alcalinos e alcalino-terrosos, comumente presentes em amostras de água natural. A curva analítica normalizada (concentração L0/L versus Hg(2+) foi linear (R(2) = 0,998) até 0,20 microgramas L(-1). O limite de quantificação (LOQ) foi de 10 microgramas L(-1) e o limite de detecção (LOD) foi de 3 microgramas L(-1) para o ensaio em batelada. Além disso, a estratégia proposta para a determinação indireta de Hg(2+) foi adaptada para um sistema de análise por injeção em fluxo (FIA). Após a otimização do ensaio, com a faixa linear cobrindo o intervalo até 900 microgramas L(-1) (R(2)= 0,999), os valores de LOD e LOQ foram 24 microgramas L(-1) e 80 microgramas L(-1), respectivamente. A recuperação na amostra simulada de água fortificada foi de 99,4 por cento mais ou menos 1,2. / [en] A photoluminescent turn-off probe was evaluated for the detection of Hg(2+) based on graphene quantum dots (GQDs). Different photoluminescent carbon nanoparticles were prepared using the bottom-up approach, with citric acid and with citric acid mixed with some sulfur compound (thiourea, thioacetamide or glutathione). Dispersions of these GQDs were compared in terms of photophysical behavoior in the presence of Hg(2+) . It was observed that the nanoparticles prepared with citric acid and thiourea (GQDs-TU) presented a better linear photoluminescent suppression (analytical response) in the presence of Hg(2+). Experimental conditions were adjusted to improve analytical response and to obtain analytical figures of merit. A study to evaluate potential interferences in the presence of other heavy metal ions and alkaline and alkaline-earth ions, commonly present in natural water samples. The normalized analytical curve (L0/L versus Hg(2+) concentration) was linear (R(2) = 0.998) up to 0.20 micrograms (L-1). The limit of quantification (LOQ) was 10 micrograms L(-1) and the limit of detection (LOD) was 3 micrograms L(-1) for the batch assay. In addition, the proposed strategy for indirect determination of Hg2+ was applied in a flow injection analysis system (FIA). After optimization of the assay, linear range covered a range up to 900 micrograms L(-1) (R(2) = 0.999) with LOD of 24 micrograms L(-1) and LOQ of 80 micrograms L(-1). The recovery in the fortified water sample was 99.4 percent.

[pt] Neste trabalho, métodos baseados em diferentes abordagens em eletroforese capilar (CE) foram propostos. No caso da determinação de compostos organoestanhos ou OTs (difenilestanho e monofenilestanho) em fluidos biológicos, foi usada abordagem de eletroforese capilar por zona (CZE) hifenada com a espectrometria de massas (do tipo quadrupolo) com fonte de plasma indutivamente acoplado (CE-ICP-MS). As condições de análise foram estudadas no modo univariado visando otimizar a composição da solução eletrolítica (tampão acetato 5,0 mmol L(-1), pH 2,8) e obter os parâmetros instrumentais (45 graus Celsius, mais 30 kV e 30 s de tempo de introdução hidrodinâmica de amostra). A solução de complementação foi uma solução aquosa 5,0 mmol L(-1) de NH4NO3 contendo 10 por cento metanol em volume e 1,0 Mg L(-1) de Cspositivo, com pH ajustado para 2,8 com tampão acetato. A vazão dessa solução foi mantida em 40 ML min(-1). Os OTs foram diluídos em solução de metanol:tampão acetato de sódio 50:50 por cento v/v ou apenas em tampão acetato de sódio pH 2,8. As condições de detecção do ICP-MS foram ajustadas em 1200 W, 15 L min(-1) de vazão de argônio para formação do plasma, 1 L min(-1) de vazão de argônio auxiliar. A vazão de argônio do nebulizador foi ajustada diariamente. Os isótopos de estanho 120Sn e 118Sn foram monitorados, assim como o 133Cspositivo para controlar a eficiência e estabilidade do processo de nebulização. A resposta linear do método ficou entre 0,050 a 2,0 mg L(-1) de Sn (0,42 a 17 Mmol L-(1)). Os limites de detecção (LOD) e de quantificação (LOQ) em termos de Sn foram de 15 Mg L(-1) (0,13 Mmol L(-1)) e 50 Mg L-1 (0,42 Mmol L(-1)), calculados utilizando a menor concentração dos picos dos analitos que podem ser diferenciados do sinal de fundo. A repetibilidade para o tempo de migração e área dos picos ficou próximo a 5 por cento. O método foi aplicado na análise de urina, sangue total e plasma fortificados com os OTs. Recuperações entre 75 e 95 por cento foram obtidas. No caso da determinação de sete pesticidas da classe das estrobilurinas (azoxistrobina, 9 dimoxistrobina, fluoxastrobina, picoxistrobina, piraclostrobina, trifloxistrobina e kresoxim-metil) em sopas infantis, foi usada a cromatografia eletrocinética capilar micelar (MEKC) com detecção fotométrica (no UV) com capilar de caminho óptico estendido. Um estudo multivariado, usando um planejamento 33 Box Behnken, indicou que a melhor separação para os pesticidas foi com solução aquosa de eletrólito composto por tampão tetraborato de sódio (5,1 mmol L(-1), pH 9,0) contendo 51 mmol L(-1) de dodecil sulfato de sódio (SDS) e 24 por cento acetonitrila (ACN) em volume. As condições instrumentais foram 25 C e mais 30 kV de diferença de potencial aplicada, 45 s de tempo de introdução hidrodinâmica de amostra e detecção em 210 nm. Para aumentar o poder de detecção, foi usada a concentração dos analitos no capilar. Para tal, as soluções de padrões e amostras foram dissolvidas em solução tampão tetraborato de sódio 45 mmol L(-1): acetonitrila 80:20 por cento v/v. As curvas analíticas apresentaram comportamento linear e os valores de LOD ficaram entre 7,0 Mg L(-1) ou 18 nmol L(-1) (piraclostrobina) a 15 Mg L-1 ou 33 nmol L(-1) (fluoxastrobina). Os valores de LOQ ficaram entre 21 Mg L(-1) ou 54 nmol L(-1) (piraclostrobina) a 45 Mg L(-1) ou 98 nmol L(-1) (fluoxastrobina). A repetibilidade ficou entre 1,7 a 7,9 por cento para a área de pico e entre 0,25 a 0,71 por cento para o tempo de migração. A precisão intermediária, avaliada com análises realizadas em diferentes dias, apresentou valores entre 1,3 a 5,3 por cento para a área de pico e entre 0,06 a 0,90 por cento para o tempo de migração. O método foi aplicado na análise de sopas prontas infantis fortificadas com as estrobilurinas. Os pesticidas foram extraídos aplicando o método QuEChERS com ajuste de pH com tampão acetato e limpeza com extração em fase sólida dispersiva. Os resultados das análises obtidos com um método cromatográfico adaptado da literatura foram estatisticamente iguais aos alcançados com o método proposto. A CZE foi o modo de separação escolhido para mostrar o potencial da determinação indireta de aminoglicosídeos com medição de fluorescência de pontos quânticos (excitação com laser de diodo em 410 nm) amplificada na presença dos analitos. A fotoluminescência dos pontos quânticos (nanopartículas de CdTe modificados com ácido tioglicólico monodispersas em solução) foi mais intensa em solução tampão (pH 8,0) contendo entre 5 e 10 mmol L(-1) de tetraborato de sódio. A interação no capilar entre aminoglicosídeos (neomicina e canamicina) e os pontos quânticos provocou aumento de fotoluminescência dependente do pH do meio (indício de interação de natureza 10 eletrostática). Alguns parâmetros de mérito foram avaliados com uma faixa linear curta (0,1 a 1,0 mol L(-1) para canamicina e 0,03 a 0,5 mol L(-1) para neomicina). Os valores mínimos detectados de 0,1 Mmol L(-1) ou 58 Mg L(-1) (canamicina) e 0,03 Mmol L(-1) ou 27 Mg L(-1) (neomicina) mostram que essa é uma abordagem interessante para a determinação sensível de aminoglicosídeos. / [en] In this work, analytical methods based on different approaches using capillary electrophoresis (CE) have been proposed. For the determination of organotins or OTs (diphenyltin and monophenyltin) in biological fluids, the separation using capillary zone electrophoresis (CZE) was applied using tandem with inductively coupled plasma mass spectrometry (CE-ICP-MS). The conditions for the analysis were optimized in an unvaried way aiming to find the conditions for the electrolyte solution (acetate buffer, 5.0 mmol L (-1), pH 2.8) and the employed instrumental parameters (45C, 30 kV and 30 s of the time for hydrodynamic introduction of the sample). A complementary solution was composed by NH4NO3 5.0 mmol L(-1), 10 por cento v/v of methanol and 1.0 g L(-1) of Cspositive in acetate buffer with pH adjusted to 2.8. The flow of this solution was set to 40 ML min(-1). The OTs were diluted either in a methanol: acetate buffer 50:50 por cento v/v solution or only in sodium acetate buffer pH 2.8. The conditions for detection by ICP-MS were set to 1200 W, 15 L min(-1) for the Ar plasma flow and 1,0 L min(-1) for the auxiliary Ar. The nebulizer Ar flow was adjusted daily. The monitored tin isotopes were 120Sn 118Sn. The isotope 133Cs was also monitored in order to control the efficiency and stability of the nebulization. The method presented a linear response between 0.05 and 2.0 mg L(-1) (0.42 a 17 Mmol L(-1)) for Sn. The value for the limits of detection (LOD) and for the limits of quantification (LOQ) for Sn were 15 Mg L(-1) (0.13 Mmol L-1) e 50 Mg L(-1) (0.42 Mmol L(-1)), calculated based on the lowest concentration of the analyte peaks that can be differentiated from the background signal. The repeatability for migration time and peak area was approximately 5 per cent. The method was applied in the analysis of organotin fortified blood and urine samples with recoveries between 75 and 95 per cent. In the case of the determination of seven strobilurin class pesticides (azoxystrobin, dimoxystrobin, fluoxastrobin, picoxystrobin, pyraclostrobin, trifloxystrobin and kresoxim-methyl) in baby food (vegetable and fruit soups), 12 the micellar electrokinetic capillary chromatography (MEKC) was used using photometric detection (UV) in a capillary with extended optical path. A multivariate study, with 33 Box Behnken design, indicated the best composition for the electrolytic solution to separate the seven pesticides: a sodium tetraborate buffer (5.1 mmol L(-1), pH 9.0) solution containing 51 mmol L(-1) sodium dodecyl sulfate and acetonitrile (24 por cento in volume). The instrumental conditions were 25C, 30 kV of applied voltage, 45 s for hydrodynamic introduction of the sample and detection at 210 nm. To increase the detection power, the concentration of the analytes into the capillary was used by using the Normal Stacking Mode. For this purpose, the solutions of standards and samples were prepared in 45 mmol L(-1) sodium tetraborate buffer solution: acetonitrile 80:20 por cento v/v. The analytical curves presented a linear behavior and the LOD values were between 7.0 Mg L (-1) or 18 nmol L(-1) (pyraclostrobin) to 15 Mg L(-1) or 33 nmol L(-1) (fluoxastrobin). The LOQ values were between 21 Mg L(-1) or 54 nmol L(-1) (pyraclostrobin) a 45 Mg L(-1) ou 98 nmol L(-1) (fluoxastrobin). The repeatability was between 1.7 to 7.9 por cento for the peak area and between 0.25 to 0.71 por cento for the migration time. The intermediate precision, evaluated by the analysis performed in different days were between 1.3 to 5.3 por cento for the peak area and between 0.06 and 0.90 per cent for the migration time. The method was applied in the analysis of baby food spiked with strobilurin. Pesticides were extracted using the QuEChERS method with pH adjustment with acetate buffer and clean-up using the dispersive solid phase extraction. The analysis results were statistically identical to those obtained with a chromatographic method adapted from the literature. The CZE separation mode was chosen to evaluate the potential of the indirect determination of aminoglycosides through the amplified photoluminescence from quantum dots (excitation laser diode 410 nm) in the presence of the analytes. The photoluminescence from quantum dots (monodispersed CdTe nanoparticles modified with thioglycolic acid) was more intense in buffer solution (pH 8.0) containing between 5 and 10 mmol L(-1) sodium tetraborate. The interaction between aminoglycosides (kanamycin and neomycin) and quantum dots inside the capillary caused the increasing of fluorescence in a pH-dependent way (indicating the electrostatic nature for the interaction). A few figures of merit were evaluated with a short linear range (0.1) to 1.0 Mmol L(-1) for kanamycin and 0.03 to 0.5 Mmol L(-1) for neomycin). The 13 minimum values detected were 0.1 nmol L(-1) or 58 Mg L(-1) (kanamycin) and 0.03 nmol L(-1) or 27 Mg L(-1) (neomycin) showing that the proposed approach can be used to detect aminoglycosides in a relatively sensitive way.

[pt] Esta tese investiga as propriedades eletrônicas de sistemas nanoscópicos com interações de muitos corpos, dando origem ao efeito Kondo. Primeiramente estudamos a transição SU(4)-SU(2) devido a um campo magnético externo e as propriedades de filtro de spin de um nanossistema de dois pontos quânticos capacitivamente acoplados. A transição é caracterizada pela diferença entre as polarizações de spin da ocupação eletrônica nos dois pontos quânticos, como uma função do potencial de porta aplicado sobre os pontos quânticos. Apesar do fato de que o campo magnético externo quebra a simetria SU(4) do Hamiltoniano, o estado fundamental a preserva, como uma propriedade emergente, na região do espaço de parâmetros onde os elétrons não estão polarizados. As propriedades de filtro de spin devido à população eletrônica spin polarizada nos pontos quânticos também é discutida. Estas propriedades são estudadas usando o formalismo dos operadores de projeção, que descreve de forma muito acurada a física associada ao estado fundamental dos sistemas Kondo. No capítulo subsequente, analisamos os efeitos da interação spin-órbita num ponto quântico conectado a contatos, representados pelo modelo da impureza de Anderson no efeito Kondo. Contrariamente ao resultado prévio de vários outros autores, nós mostramos que a interação spin-órbita reduz exponencialmente a temperatura Kondo enquanto a ação da interação no próprio ponto quântico pode ser um mecanismo de destruição do regime Kondo, conforme quebra a simetria SU(2). Usando o modelo de Anderson com acoplamento spin-órbita nós propomos um transistor de spin feito de um ponto quântico conectado a uma nanofaixa submetida à interação spin-órbita Rashba, depositada sobre um substrato ferromagnético. O ponto quântico também é conectado a dois contatos metálicos laterais, através do qual a corrente flui ao longo do sistema. A interação spin-órbita Rashba cria um mecanismo de inversão do spin no ponto quântico. Nós mostramos que o sistema é capaz de operar como um transistor de spin. / [en] This thesis investigates the electronic properties of nanoscopic systems under the presence of many body interactions, given rise to the Kondo effect. Firstly we studied the SU(4)-SU(2) crossover driven by an external magnetic field and the spin-filter properties of a capacitively coupled double quantum dot nanosystem. The crossover is characterized by the difference between the spin polarization of the electronic occupation at the double quantum dot, as a function of the gate potential applied to the quantum dots. Despite the fact that the external magnetic field breaks the SU(4) symmetry of the Hamiltonian, the ground state preserves it, as an emergent property, in a region in the parameter space where the electron are not polarized. The spinfilter properties due the spin polarized electronic population at the dots is also discussed. These properties are studied using the projector projection operator approach, which describes very accurately the physics associated to the ground state of Kondo systems. In a subsequent chapter, we analyze the effect of the spin-orbit interaction in a quantum dot connected to leads, represented by the Anderson impurity model on the Kondo effect. Contrary to several other authors previous results, we show that the Rashba spin-orbit interaction exponentially reduces the Kondo temperature while the action of the interaction on the quantum dot itself could be a mechanism of destroying the Kondo regime, as it breaks SU(2) symmetry. Using the Anderson model with spin-orbit coupling we propose a spin transistor device made of a quantum dot connected to a Rashba spinorbit interacting nanoribbon, deposited on a ferromagnetic substrate. The quantum dot is also connected to two lateral metallic contacts, through which the current flows along the system. The Rashba spin-orbit interaction creates a spin-flip mechanism at the quantum dot. We show that the system is capable of operating as a spin-transistor.

[pt] Nesta tese foram estudados três sistemas nanoscópicos compostos de pontos quânticos (PQs). No primeiro deles foi analisada a denominada nuvem Kondo, ou a extensão da blindagem que os spins da banda de condução fazem do spin de uma impureza magnética embebida em uma matriz metálica e representada, no nosso caso, por um PQ. As propriedades da nuvem Kondo foram obtidas através da manifestação da ressonância Kondo na densidade de estados local nos sítios da matriz metálica e também através das correlações de spin entre o spin do elétron no PQ e os spins da banda de condução. Foi possível encontrar uma concordância entre as extensões da nuvem Kondo obtidas com ambos métodos. O segundo sistema estudado consiste em uma estrutura de três PQs alinhados e com o PQ central acoplado a dois contatos metálicos. Foi analisada a operação deste sistema como uma porta lógica quântica cujo funcionamento depende do estado de carga do PQ central. Foi feito um estudo dependente do tempo das propriedades do sistema e, em particular, da correlação dos spins dos PQs laterais. Mostramos que o efeito Kondo, refletido na condutância do sistema, pode ser uma ferramenta fundamental para conhecer o estado da porta quântica. Os primeiros dois sistemas foram tratados usando o método dos Bósons Escravos na aproximação de campo médio. Finalmente, foi estudado o transporte termoelétrico em um sistema de dois PQs quando um deles está acoplado a contatos metálicos unidimensionais. O sistema foi analisado no regime de resposta linear e não linear a um potencial externo no regime de bloqueio de Coulomb. Mostramos que a presença de ressonâncias Fano e de uma singularidade de Van-Hove na densidade de estados dos contatos unidimensionais perto do nível de Fermi são ingredientes fundamentais para o aumento da eficiência termoelétrica do dispositivo. O problema de muitos corpos foi resolvido na aproximação de Hubbard III que permite um estudo correto das propriedades de transporte deste sistema para T maior que TK, onde TK é a temperatura Kondo. / [en] In this thesis, were studied three nanoscopic quantum dot (QD) systems. First, the so-called Kondo cloud was analyzed, the extension of the conduction band spin screening of a magnetic impurity embedded in a metallic matrix and represented, in our case, by a QD. The Kondo cloud properties were obtained studying the way in which the local density of states of the metallic matrix sites reflects the Kondo resonance and also through the spin-spin correlations between the QD and the conduction band spins. It was possible to find a good agreement between the Kondo cloud extensions obtained using both methods. The second system consists of three aligned QDs with the central QD connected to two metallic leads. The operation of this system as a quantum gate was studied, which depends on the central QD charge. A time dependent study of the system properties and, in particular, of the lateral QDs spin correlation was developed. We showed that the Kondo effect, reflected in the conductance, could be a fundamental tool to measure the information contained in the quantum gate state. The first two systems were treated using the Slave Bosons Mean Field Approximation method. Finally, we studied the thermoelectric transport of a two QD system when one of them is connected to two onedimensional leads. The system was analyzed in the linear and nonlinear response to an external applied potential, always in the Coulomb blockade regime. It was found that the presence of Fano resonances and a Van-Hove singularity in the one-dimensional lead density of states near the Fermi level are fundamental ingredients to enhance thermoelectric efficiency. The many-body problem was treated in the Hubbard III approximation, which is a correct approach to study the transport properties for T greater than TK, where TK is the Kondo temperature.