Los materiales llamados semiconductores (muchos de ellos óxidos metálicos) son capaces de generar portadores de carga (huecos y electrones) cuando se iluminan con luz suficientemente energética. Estos portadores son capaces de sostener reacciones redox. Los electrones de la banda de conducción (BC) y los huecos de la banda de valencia (BV) pueden reducir y oxidar, respectivamente, especies que estén en contacto directo con el semiconductor. Además, los electrones y huecos fotogenerados pueden eliminarse en el proceso que se conoce como recombinación. El grado en que se producen estas reacciones redox depende de la eficiencia en la separación de las cargas fotogeneradas. Una separación de los portadores efectiva da lugar a aplicaciones. En esta tesis se abordan detalladamente los procesos de foto(electro)cromismo y foto(electro)catálisis. La separación de los portadores de carga en un material puede verse favorecida por: - La creación de heterouniones entre dos semiconductores (óxidos) distintos. - El diseño adecuado de la nanoestructura de los óxidos: estructuras ordenadas y/o estructuras con mucha superficie interfacial. - La modificación de la superficie o del seno de los óxidos semiconductores (dopado). En las aplicaciones prácticas se pretende que haya una transferencia de carga capaz de impulsar el proceso de interés. Por lo tanto, el control de los procesos de transferencia de carga del semiconductor a través de sus interfases es fundamental en el diseño de materiales para una determinada aplicación. Teniendo todo esto en cuenta, los objetivos establecidos para esta tesis han sido: I. Preparar estructuras ordenadas de nanobarras de α-Fe2O3 (hematita) sobre vidrio conductor e investigar sus propiedades catalíticas para fotooxidar agua. Optimizar el proceso de fotooxidación del agua sobre electrodos de hematita aplicando un pretratamiento electroquímico. Estudiar el efecto del pretratamiento sobre la composición, morfología y estructura electrónica de la hematita. II. Modificar los electrodos de hematita con Ti de dos maneras distintas, una que afecte principalmente a todo el material y otra que afecte a la superficie de la hematita, con el fin de mejorar sus propiedades catalíticas para fotooxidar agua. Aplicar y estudiar el pretratamiento reductivo para los electrodos de hematita tras ser modificados con Ti. III. Modificar la superficie de las nanobarras de hematita con trimetilaluminio (TMA) mediante depósito de capa atómica (Atomic layer deposition - ALD) desde fase gas o por adsorción en fase líquida, con el fin de mejorar sus propiedades fotoelectroquímicas para oxidar agua. Investigar los cambios en las propiedades electrónicas y electroquímicas de los electrodos de hematita tras ser modificados. IV. Preparar electrodos nanoporosos de Ni(OH)2 sobre vidrio conductor (SnO2:F - FTO) e investigar sus propiedades catalíticas para oxidar agua en medio alcalino en función de la cantidad depositada y de la morfología del hidróxido. V. Preparar electrodos nanoporosos basados en capas mixtas TiO2/Ni(OH)2 sobre vidrio conductor e investigar la separación de carga en los mismos con el fin de estudiar su posible utilización en dispositivos fotoelectrocrómicos. Estudiar las cinéticas de los procesos de la coloración y decoloración a través de medidas (foto)(espectro)electroquímicas. Las siguientes cinco conclusiones generales resumen los resultados más importantes en relación con los cinco objetivos previamente mencionados. I. En este estudio se ha conseguido sintetizar barras de hematita nanoestructuradas y con orientación (110) depositadas sobre vidrio conductor a través de un método de baño químico. Estas capas se han utilizado para estudiar el proceso de fotoxidación del agua. Para mejorar las propiedades fotocatalíticas de estas capas se ha empleado un pretratamiento electroquímico simple y altamente controlable que consiste en la aplicación de potenciales negativos por un tiempo muy corto (en el rango de segundos). Este pretratamiento da lugar a una mejora de la fotocorriente de hasta ocho veces asociada a la oxidación del agua, junto con un desplazamiento negativo de 20 mV del potencial de inicio de la fotocorriente. Este pretratamiento también induce cambios en la morfología de los electrodos, capacidad electrocatalítica y en su estructura electrónica. Por lo tanto, el dopado electroquímico no puede considerarse simplemente como un dopado tipo-n capaz de aumentar la fotoactividad de las capas debido a una mejora en el transporte de electrones. En realidad, los resultados obtenidos muestran claramente que se producen cambios mucho más profundos en la estructura electrónica y la composición de las capas que mejoran significativamente las propiedades tanto electro- como foto-electrocatalíticas. De hecho, ambas propiedades siguen una tendencia general similar con el potencial del pretratamiento empleado. Dentro de un marco más general, el pretratamiento reductivo puede ser utilizado también para la mejora de estructuras de hematita previamente modificadas o dopadas. Desde una perspectiva práctica, el dopaje electroquímico tiene la limitación de no ser permanente, lo que significa que debe aplicarse periódicamente. Esto no es un inconveniente serio en un dispositivo práctico, siempre y cuando la mejora inducida por el pretratamiento compense claramente esta limitación. II. Se han diseñado dos estrategias de modificación de hematita económicas utilizando una disolución con un mismo precursor de Ti. En un procedimiento el Ti se introduce en la estructura de hematita, mientras que en la otra, se forma una capa de TiO2 ultra-delgada que cubre por completo la superficie de hematita. Ambas modificaciones inducen un aumento significativo en la fotocorriente para la oxidación de agua (4 - 6 veces). La razón principal de la mejora en las capas modificadas con Ti es la disminución significativa del proceso de recombinación. El freno de la recombinación en las muestras modificadas con una sobre-capa de TiO2 se atribuye principalmente al bloqueo de estados superficiales, mientras que en el caso de las muestras modificadas con Ti intercalado en la estructura se relaciona principalmente con el aumento del área interfacial junto con un aumento de la conductividad electrónica. III. Se han preparado electrodos basados en nanobarras de hematita modificadas con TMA empleando una estrategia simple de impregnación a partir de una disolución de hexano. Los resultados se han comparado con los obtenidos modificando los electrodos de hematita con TMA por ALD. Los electrodos modificados muestran una importante mejora, aumentando tres veces la fotocorriente de oxidación de agua. Por un lado, el TMA bloquea los estados superficiales de hematita y por otro, induce un enriquecimiento electrónico. Tal conclusión fue confirmada cualitativamente en el caso de muestras modificadas con TMA utilizando la técnica de ALD. A pesar de que la modificación en fase líquida ha dado una foto-actividad menor en términos de la magnitud de la fotocorriente que la de ALD, representa una alternativa mucho más económica. Además, el método de impregnación a partir de una disolución es industrialmente escalable. Dentro de un marco más general, la modificación con TMA es potencialmente aplicable a otros semiconductores tipo n. Por lo tanto, podría constituir una estrategia relevante para mejorar la eficiencia de la fotooxidación de agua utilizando otros materiales tales como TiO2, BiVO4, WO3, entre otros. IV. Este estudio muestra que, a través de un procedimiento simple y potencialmente escalable como el baño químico, se pueden producir capas nanoestructuradas ultra-finas de Ni(OH)2 sobre FTO. Estas películas se caracterizan por una gran actividad electrocatalítica. Son capaces de oxidar el agua desarrollando corrientes iguales o superiores a las de películas mucho más gruesas. Esto último está relacionado con el hecho de que la reacción de generación de oxígeno depende de la formación de níquel (IV) que puede verse limitada por la baja conductividad eléctrica de Ni(OH)2. Por tanto, el proceso se favorece en capas finas donde la distancia al substrato conductor es menor. Esta noción es muy importante de cara a su aplicación. No solo se minimiza la cantidad de Ni(OH)2 necesaria sino se producen también ánodos altamente eficientes transparentes y prácticamente incoloros. V. Este trabajo ha mostrado que una capa nanoporosa mixta y delgada de TiO2/Ni(OH)2 depositada sobre vidrio conductor y sometida a un potencial catódico constante puede colorearse al ser iluminada con luz ultravioleta, mientras que se decolora completamente cuando se interrumpe la iluminación. Este fenómeno se ha denominado “fotoelectrocromismo reversible potenciostatico”. El valor del potencial empleado permite seleccionar tanto el contraste en la coloración como la cinética de la decoloración. Este fenómeno es posible debido a la existencia de un área interfacial extendida de contacto TiO2/Ni(OH)2 debido a la estructura nanoporosa que permite un contacto íntimo entre ambos componentes. Desde un punto de vista práctico, estos resultados podrían facilitar el desarrollo de ventanas inteligentes con una nueva funcionalidad porque, además del convencional efecto electrocrómico, trabajarían en un segundo modo, en el que, la coloración respondería a la intensidad de la luz incidente (a un potencial constante).

Resumen La presente tesis doctoral muestra un estudio sobre la síntesis y caracterización de bronces basados en óxidos metálicos de Mo y V, para ser empleados como catalizadores en la reacción de oxidación parcial de propano a ácido acrílico. La preparación de sólidos basados en óxidos mixtos MoVSb, MoVTe y MoVTeNb, se ha llevado a cabo mediante síntesis hidrotermal. Los materiales fueron finalmente activados térmicamente, en atmósfera inerte, para obtener catalizadores activos y selectivos en la oxidación parcial de propano. El estudio de las propiedades físico-químicas de estos materiales (antes y después de la etapa de activación térmica) se ha llevado a cabo mediante el empleo combinado de diversas técnicas de caracterización: adsorción de N2, DRX, FTIR, Raman, microscopía electrónica (SEM/HREM), así como con la determinación de las características redox y/o ácidas superficiales (XPS, TPD-NH3, o la adsorción de moléculas sonda mediante espectroscopia infrarroja). En primer lugar, se ha estudiado la incorporación de un metal promotor en la síntesis de óxidos mixtos MoVTeO. La incorporación de promotores en el gel de síntesis afecta a la distribución de fases cristalinas y al comportamiento catalítico de los materiales dependiendo de la naturaleza del metal incorporado. Únicamente en el caso de la incorporación de Ca, Ga o Nb se ha observado una mejora en las propiedades catalíticas de los materiales. Especialmente, cabe destacar que, además del niobio (elemento promotor ya conocido), la incorporación de galio mejora sustancialmente la selectividad a ácido acrílico durante la oxidación de propano con estos materiales. Así, se han conseguido obtener catalizadores promovidos con galio con rendimientos catalíticos superiores a los obtenidos con los catalizadores ternarios de partida. Posteriormente, se ha estudiado la influencia de los dos parámetros importantes en la síntesis de óxidos mixtos (MoVSbO, MoVTeO y MoVTeNbO): i) la temperatura de síntesis hidrotermal y / Hernández Morejudo, S. (2012). SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y PROPIEDADES CATALÍTICAS PARA LA OXIDACIÓN SELECTIVA DE PROPANO DE ÓXIDOS MIXTOS DE METALES DE TRANSICIÓN TIPO BRONCES [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16884

Este trabalho consiste no estudo de processos de fabricação de eletrodos de tochas de plasmas via metalurgia do pó utilizando materiais que mesclam as características de metais refratários como o nióbio, háfnio e o molibdênio, com metais de alta condutividade térmica e elétrica como o cobre. Compostos metálicos imiscíveis como Cu-Hf, Cu-Nb e Cu-Mo foram produzidos pelo emprego do processo de moagem de alta energia e sinterização por fase sólida no intuito de sintetizar misturas metálicas com elevada homogeneidade e estreita distribuição de tamanho de partículas. Essa metodologia é de grande importância para a produção de eletrodos para tochas de plasma, cujas características térmicas e elétricas são afetadas pela moagem, compactação, distribuição, tamanho de grãos e matérias-primas utilizadas na manufatura dos catodos. Neste trabalho, a moagem foi realizada em ambiente inerte tendo como parâmetro o tempo de coleta em 16, 24, 32 e 40 horas. Os pós-compósitos foram compactados em matriz de ação uniaxial e sinterizados em ambiente de argônio em temperatura de 870C durante 30 minutos. Para simular a função de eletrodos, corpos de provas foram conformados e expostos a testes de erosão sob ação de arco elétrico em corrente de alimentação contínua de 70 A e potência média variando entre 3,8 KW e 5,8 KW. Nestas condições de ensaio o eletrodo de Cu-Nb apresentou uma perda de massa média de 42 % com uma taxa de erosão média de 2,9 . 10-2 g/s e o eletrodo de Cu-Mo uma perda de massa média de 32% com uma taxa de erosão máxima de 1,6 . 10-2 g/s. Os pós utilizados e materiais sinterizados foram caracterizados via MEV, EDS e DRX.

Orientador: Lucas Fugikawa Santos / Banca: Giovani Fornereto Gozzi / Banca: Roberto Mendonça Faria / Resumo: Neste trabalho, foram estudadas as propriedades elétricas de filmes finos de óxido de zinco (ZnO) depositados por solução (spin-coating) de um precursor orgânico (acetato de zinco) em diferentes condições ambientais (temperatura, umidade e irradiância de luz), controladas em laboratório. A corrente dos dispositivos produzidos foi monitorada em função do tempo usando como parâmetros a irradiância de luz (entre 107 e 433 W/m2) usando uma lâmpada com espectro na região do ultravioleta-visível-infravermelho próximo (UV-vis-NIR) com o intuito de simular o espectro solar, a dose de irradiação (controlada pelo tempo de irradiação, entre 30 minutos e 120 minutos), a tensão aplicada (5 V e 30 V), a umidade relativa do ambiente (entre 30% e 80%) e a temperatura (32 oC e 50 oC). Além de um tempo de resposta considerável (da ordem de vários minutos) para a condutividade atingir o seu valor final após a incidência de luz, percebeu-se um fenômeno de fotocondutividade persistente (após o desligamento da luz). Diversos parâmetros de resposta (valor máximo de condutância, condutância final sob irradiação, tempo de subida, tempo de queda, etc.) foram definidos e utilizados como dados de entrada de uma análise de resultados baseados em uma análise multifatorial completa, de dois níveis, envolvendo como fatores as condições ambientais da realização dos ensaios. O design experimental (DOE) utilizado teve 5 fatores (temperatura, umidade, dose, irradiância e temperatura), totalizando 32 corridas... / Abstract: In the present work, the electrical properties of zinc oxide (ZnO) thin-films deposited from organic precursor (zinc acetate) solutions by spin-coating were studied at different laboratory controlled conditions (temperature, humidity and lightirradiation). The current of the devices was monitored as a function of time using parameters as the light-irradiation (between 107 and 433 W/m2) using a lamp with the spectrum in the UV-visible-near infrared (UV-vis-NIR) region, simulating the solar spectrum, the irradiation dose (controlled by the irradiation time, between 30 and 120 minutes), the applied voltage (between 5 and 30 V), the environment relative humidity (between 30% and 80%) and the temperature (between 32 oC and 50 oC). Besides, a considerable response time (in the order of few minutes) needed for the conductivity to achieve its final value under irradiation, a persistent photoconductivity effect (after the light was put off) was observed. Several response parameters (maximum conductance, final conductance under irradiation, risetime, fall time, etc.) were defined and used as input data of a two-level full-multifactorial analysis involving as factors the environmental experimental conditions. A design of experiments (DOE) using 5 factors (temperature, humidity, irradiance, dose and temperature), totalizing 32 experimental runs, added to additional 3 intermediate factor value runs to increase the number of degrees of freedom in the system. Analysis of variance (ANOVA) ... / Mestre

Orientador: Flavio Leandro de Souza. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2012.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:02:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Erclila Monteiro.pdf: 1813187 bytes, checksum: 850ab77574accbe9e4596200a21359ae (MD5) Previous issue date: 2007-04-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Today, several countries adopted rigorous environmental laws for regulating the industrial wastes, mainly because they have high heavy metal contents. Therefore, environmental clean procedures low cost provide a great field of study. The retention capacity of lead ions battery solution through the use of kaolinite modified with metallic oxides (MnO2, Fe(OH)3 and Al(OH)3) at 600, 700 and 900 °C was corried out to validate a waste industrial treatment. Twenty seven adsorbents were synthesized and submitted to Xray diffraction and infrared spectroscopy with Fourier transformation for adsorbent synthesized lattice characterization. Lead ion adsorption tests were assayed by kinetic experiments using the flame atomic absorption spectrometry (FAAS) for determination of lead contents through the Lagergren model. Finding showed that only seven adsorbents were efficient for removing lead from battery solution, in which the adsorption rate was 99%. As kaolinite is an abundant mineral this result represents a great tool for the development of a cost-effective environmental clean procedure. / Diante da legislação cada vez mais rígida para o descarte de efluentes contendo metais pesados sobre o ambiente, o desenvolvimento de procedimentos eficientes e de baixo custo para o tratamento desses resíduos, torna-se de grande interesse. Um estudo sobre a capacidade de retenção de íons chumbo, presentes em solução de bateria, pelo uso de caulinita modificada com óxidos metálicos (MnO2, Fe(OH)3 e Al(OH)3) e calcinada em diferentes temperaturas (600, 700 e 900 °C), foi realizado para a avaliar seu uso potencial no tratamento desse resíduo. No total, foram sintetizados 27 adsorventes, que passaram pela técnica de difração de raios-X e de infravermelho com transformada de Fourier para caracterização físico-química. Os testes de adsorção de íons chumbo foram realizados com auxílio da técnica de absorção atômica e pelo uso do modelo de Langergren. Dos 27 adsorventes, 7 removem 99% dos íons chumbo presente em solução de bateria, demonstrando resistência e seletividade em meio ácido e possibilidade de reutilização. Aliado aos fatos de a caulinita ocorrer em abundância e de não ser impactante ao meio ambiente, sua seletividade e elevada capacidade de adsorção, quando modificada, torna o seu uso na retenção de íons chumbo presentes em solução de bateria potencialmente útil econômica e ecologicamente.

En la tesis doctoral se describe la preparación y caracterización de distintos catalizadores derivados de óxidos de metales de transición impregnados en la superficie de la magnetita así como posterior aplicación en distintas reacciones de interés general en el ámbito de la Química Orgánica. En el primer capítulo se detalla la preparación y caracterización completa de los distintos catalizadores sintetizados. En el segundo capítulo se estudió la capacidad catalítica de la magnetita como catalizador ácido en las reacciones de síntesis de 4-H-piranos y de adición de cloruros de ácidos a alquinos. En el tercer capítulo se aplicó el catalizador derivado de cobre en las reacciones de hidroborilación de dobles enlaces y de síntesis de benzofuranos a través de un proceso tipo Sonogashira seguido de ciclación. En el cuarto capítulo el catalizador derivado de rutenio se aplicó a la N-alquilación de aminas, sulfonamidas, sulfinamidas y nitroarenos a través de un proceso de autotransferencia de hidrógeno. En el quinto capítulo el catalizador derivado de paladio fue utilizado para llevar a cabo las reacciones de acoplamiento de tipo Suzuki-Miyaura y de aminación reductora de aldehidos de forma multicomponente. En el sexto capítulo el catalizador derivado de osmio fue empleado en la dihidroxilación de alquenos, para dar lugar a los correspondientes dioles. En el séptimo capítulo el catalizador derivado de iridio permitió la alquilación cruzada de alcoholes primarios por primera vez a través de un proceso de autotransferencia de hidrógeno. En el capítulo octavo el catalizador derivado de platino se utilizó en la hidrosililación de alquilos en ausencia de disolvente, mostrando una gran selectividad en el caso de utilizar 1,3-diinos como compuestos de partida. En el último capítulo se estudiaron las reacciones de arilación de nucleófilos en medio básico y en presencia de DMSO, así como y la alquilación en la posición C3 de indoles a través de un proceso de autotransferencia de hidrógeno. Ambos procesos se realizaron en ausencia de metales de transición.

Submitted by Denis Expedito Martins (denisexpeditomartins@yahoo.com.br) on 2018-01-22T12:35:28Z No. of bitstreams: 1 dissertação final DENIS.pdf: 2001070 bytes, checksum: 1015da2c8a0b759457a6f0471f26be1c (MD5) / Rejected by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br), reason: Falta a capa no arquivo pdf. Deve ser utilizada aquela entregue pela Seção Técnica de Pós-Graduação no dia da Defesa. on 2018-01-22T16:51:24Z (GMT) / Submitted by Denis Expedito Martins (denisexpeditomartins@yahoo.com.br) on 2018-01-22T21:19:14Z No. of bitstreams: 1 dissertação final DENIS.pdf: 2353770 bytes, checksum: 2b86a8520d49b45d153eb873f0403561 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br) on 2018-01-23T13:02:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_de_me_rcla.pdf: 2264546 bytes, checksum: c6a41db1fcf4e53fca66f918fed76ebf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T13:02:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_de_me_rcla.pdf: 2264546 bytes, checksum: c6a41db1fcf4e53fca66f918fed76ebf (MD5) Previous issue date: 2018-01-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta o estudo das propriedades elétricas de filmes finos de óxidos condutores transparentes (TCOs) obtidos por spray-pirólise. A fabricação de filmes finos de TCOs depositados por sputtering ou laser pulsado (PLD) é atraente para aplicações optoeletrônicas devido à alta condutividade elétrica e transmitância na faixa do visível, porém a dificuldade em cobrir grandes áreas é um fator limitante para o aumento da escala de produção. Por outro lado, a utilização de soluções de precursores orgânicos permite o uso de métodos de deposição relativamente simples (por exemplo, spin coating, spray, roll-to-roll, dentre outros) que permitem a cobertura de áreas extremamente grandes. Particularmente, o processo de spray-pirólise é um método de deposição simples, versátil, eficiente e de baixo custo que tem vários parâmetros de fabricação que podem ser variados para alcançar um desempenho ótimo do dispositivo. Desenvolvemos um sistema de deposição de spray-pirólise totalmente automatizado utilizando soluções aquosas de precursores de TCOs para obter filmes homogêneos, que foram avaliados para aplicação em dispositivos semicondutores através do desempenho elétrico quantificado pela técnica de caracterização elétrica d.c. corrente-tensão (I-V). Para determinar os melhores parâmetros de fabricação, variou-se a temperatura dos substratos (vidro de borosilicato) durante a deposição de 250 ºC a 400 ºC, o número de camadas depositadas (1 a 5), o tempo de deposição (de 5 a 150 s), diferentes pressões do ar comprimido utilizado no aerógrafo (0,7 a 2 bar), a concentração da solução (de 0,5 % a 3 % em massa) e a razão molar Al:Zn (de 5 % a 30 %), para os filmes de AZO. Utilizaram-se eletrodos de alumínio evaporados a vácuo com diferentes razões de aspecto (1/18, 2/9, 5/13, 5/9 e 8/9) para determinar a resistência de folha sobre toda a área do filme. Para determinar a condutividade elétrica dos filmes foi necessário fazer análise de microscopia de forca atômica (AFM) para descobrir a espessura dos filmes. A análise termogravimétrica (TGA) e a análise por infravermelha (FTIR) foram também utilizadas para verificar a formação da fase de óxido metálico dos compostos e a análise de difração de raio-X (XRD) foi utilizada para identificar qual a estrutura formada nos filmes / This work presents the study of the electrical properties of thin films of transparent conductors oxides (TCOs) obtained by spray-pyrolysis deposition. The fabrication of thin films of TCOs by RF sputtering or pulsed-laser deposition (PLD) is attractive for optoelectronic applications due the high electric conductivity and transmittance in the visible spectrum range. However the difficulty to cover extra-large areas is a limiting factor for upscaling production. On the other hand, the use of organic precursor solutions allow the use of relatively simple deposition methods (e.g. spin-coating, spray, roll-to-roll) that enable the coverage of very large areas. Particularly, spray-pyrolysis is a simple, versatile, efficient and of low cost deposition method wich has several manufacturing parameters that can be varied to achieve optimal device performance. We developed a fully automated spray-pyrolysis deposition system using aqueous solutions of TCOs precursors to obtain very homogeneous films, wich were evaluated for application to semiconductor devices by d.c. current-voltage (I-V) analysis. To determine the optimum manufacturing parameters, we varied the temperature of the substrates (borosilicate glass) during the deposition from 250 ºC to 400 ºC, the number of deposited layers (from 1 to 5), the deposition time of each layer (from 5 to 150 s), different network pressures (0,7 and 2 bar), the solution concentration (from 0,5 % to 30 % w/w) and the Al:Zn molar ration (from 5 % to 30 %), for AZO fims. Thermally vacuum evaporated aluminum electrodes with different aspect ratios (1/18, 2/9, 5/13, 5/9 and 8/9) were used to determine the sheet resistance over the whole film area. To determine the electrical conductivity of the films it was necessary to perform atomic force microscopy analysis (AFM) to discover the thickness of the films. Thermogravimetric analysis (TGA) and infrared analysis (FTIR) were also used to verify the formation of the metal oxide phase of the compounds and the X-ray diffraction analysis (XRD) was used to identify which structure formed in the films. / CAPES: 1633460.

Submitted by Patrícia Araújo (patricsa_net@yahoo.com.br) on 2018-05-30T13:29:06Z No. of bitstreams: 2 Defesa-Patrícia Araújo final.pdf: 5259266 bytes, checksum: afa017e7a1f57f9ce25466ca62e42ffb (MD5) Formulário de Autorização da Biblioteca(1).pdf: 112146 bytes, checksum: 3740edc87af02caefbfe6f49273abe01 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2018-06-04T13:02:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Defesa-Patrícia Araújo final.pdf: 5259266 bytes, checksum: afa017e7a1f57f9ce25466ca62e42ffb (MD5) Formulário de Autorização da Biblioteca(1).pdf: 112146 bytes, checksum: 3740edc87af02caefbfe6f49273abe01 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2018-06-04T13:02:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Defesa-Patrícia Araújo final.pdf: 5259266 bytes, checksum: afa017e7a1f57f9ce25466ca62e42ffb (MD5) Formulário de Autorização da Biblioteca(1).pdf: 112146 bytes, checksum: 3740edc87af02caefbfe6f49273abe01 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-04T13:02:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Defesa-Patrícia Araújo final.pdf: 5259266 bytes, checksum: afa017e7a1f57f9ce25466ca62e42ffb (MD5) Formulário de Autorização da Biblioteca(1).pdf: 112146 bytes, checksum: 3740edc87af02caefbfe6f49273abe01 (MD5) Previous issue date: 2018-04-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The present study describes the synthesis of micro / nanoparticle by the method of combustion of alginate associated with ions through gelling, verifying if the properties of the metallic oxides can be influenced by gelation conditions and mechanism of degradation from different conditions of thermal treatment. Experiments were carried out with Sodium and Calcium alginate in thermogravimetric analysis, with a heating rate of 10 °C.min-1 and 50 °C.min-1 in atmosphere of synthetic air and with the burning of the calcium alginate in the oven muffle with heating rate of 10 ° C.min-1 and 20 ° C.min-1 and 15 minutes isotherm at the end of the process. Samples were collected at intermediate temperatures and at the end of degradation. The obtained samples were characterized using scanning electron microscopy, infrared vibrational spectroscopy and X-ray diffraction. It was verified through the obtained thermoanalytical curves that the degradation process can be divided into three main stages, and the sodium alginate yielded - at the end of the degradation - a residue percentage higher than that obtained in the burning of the calcium alginate under the same conditions. Samples observed by scanning electron microscopy presented porous structures, micro and nanometric particles size. In the study of diffraction, it was observed that during the burning phases, the material changed from a predominantly amorphous structure, to form crystalline structures such as Ca(OH)2, CaCO3 in the calcite phase and CaO in the final stages. These results demonstrate the potential of the project in controlling the final product obtained by the combustion method to obtain metal oxide particles according to the characteristics desired for certain applications. / O objetivo do trabalho foi a síntese de micro / nanopartículas pelo método de combustão do alginato associado à íons através da gelificação, verificando se as propriedades dos óxidos metálicos podem ser influenciadas por condições de gelificação e mecanismos de degradação em diferentes condições de tratamento térmico. Foram realizados experimentos com a queima do alginato de Sódio e Cálcio em TG (termogravimetria), com razão de aquecimento de 10 °C.min-1 e 50 °C.min-1 em atmosfera de ar sintético e com a queima do alginato de cálcio em forno mufla com razão de aquecimento de 10 °C.min-1 e 20 °C.min-1 e isoterma de 15 minutos ao final do processo. Foram coletadas amostras em temperaturas intermediárias e ao final da degradação. As amostras obtidas foram caracterizadas utilizando microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IV) e difração de raios X. Foi verificado através dos curvas termo analíticas obtidas que o processo de degradação pode ser dividido em três etapas principais e o alginato de Sódio obteve no final da degradação um percentual de resíduo maior do que o obtido na queima do alginato de Cálcio nas mesmas condições. As amostras observadas por microscopia eletrônica de varredura apresentaram estruturas porosas, partículas em tamanho micro e nanométrico. No estudo de difração observou-se que ao longo das etapas de queima, o material passou de estrutura predominantemente amorfa, para formação estruturas cristalinas como Ca(OH)2, CaCO3 na fase calcita e CaO nas etapas finais. Esses resultados demonstram o potencial da metodologia em controlar o produto final obtido através do método de combustão, para se obter partículas de óxido metálicos de acordo com as características desejadas para determinadas aplicações.

Submitted by Luciana Daniele Trino (lucianadtrino@gmail.com) on 2018-06-08T15:40:25Z No. of bitstreams: 1 Tese_Luciana_Daniele_Trino_POSMAT.pdf: 6699069 bytes, checksum: be06e9652268b5025a7ed7d568576862 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-06-08T17:37:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 trino_ld_dr_bauru.pdf: 6603946 bytes, checksum: dacabdf3e79f4b7c7de3dc9da7bdaa1f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-08T17:37:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 trino_ld_dr_bauru.pdf: 6603946 bytes, checksum: dacabdf3e79f4b7c7de3dc9da7bdaa1f (MD5) Previous issue date: 2018-04-19 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O titânio e suas ligas são utilizados em diversas aplicações, dentre elas em implantes ortopédicos e dentários devido à sua reconhecida biocompatibilidade. No entanto, falhas e subsequentes efeitos colaterais clínicos ainda são recorrentes em implantes. Neste contexto, melhorias podem ser alcançadas projetando biomateriais nos quais o bulk e a superfície do titânio são independentemente modificadas. Deste modo, filmes finos nanoestruturados de óxidos metálicos, tais como TiO2 e ZnO, podem melhorar as propriedades físico-químicas, a biocompatibilidade e a resistência à corrosão dos implantes de titânio. Além disso, a conjugação de biomoléculas, como peptídeos derivados da proteína da matriz dentinária 1 (DMP1), na superfície dos óxidos metálicos pode melhorar sua bioatividade, acelerando o processo de osteointegração. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi funcionalizar óxidos metálicos com diferentes moléculas bifuncionais e investigar as propriedades físico-químicas de grupos silano, amino, ácido carboxílico, tiol e hidroxila que atuaram como espaçadores entre os óxidos metálicos e os peptídeos da DMP1. Além disso foram realizadas análises de biocompatibilidade, mineralização, resistência à corrosão e à tribocorrosão das superfícies bio-funcionalizadas com os peptídeos da DMP1. Neste trabalho, filmes de TiO2 e ZnO nanométricos foram sintetizados pelo método sol-gel e depositados pela técnica spin coating em substratos de titânio. Posteriormente, os filmes finos de óxidos metálicos foram funcionalizados com (3-aminopropil) trimetoxissilano (APTMS), ácido 3- (4-aminofenil) propiônico (APPA), ácido 3-mercaptopropiônico (MPA) ou polietilenoglicol (PEG), que atuam como espaçadores entre os óxidos metálicos e os peptídeos da DMP1. As análises físico-químicas por XPS, microscopia confocal, AFM, ângulo de contato e energia de superfície revelaram a efetiva modificação das superfícies dos óxidos metálicos com APTMS, APPA, MPA e PEG. Após a bio-funcionalização as análises físico-químicas confirmaram a presença dos peptídeos da DMP1 na superfície dos óxidos metálicos. Além disso, testes biológicos indicaram que os peptídeos puderam modular a afinidade, proliferação e diferenciação de células mesenquimais humanas. Para a amostra contendo o dióxido de titânio, foram observados melhores resultados para o TiO2 funcionalizado com MPA e os peptídeos da DMP1. Já para o óxido de zinco, melhores resultados de biocompatibilidade foram observados para ZnO funcionalizado com APPA e os peptídeos. Além disso, a imobilização dos peptídeos da DMP1 através dos espaçadores APPA e MPA, para ambos os óxidos, levou à formação de biominerais de apatita. Os resultados eletroquímicos indicaram um aumento da resistência à corrosão nos materiais bio-funcionalizados, sendo que melhores resultados foram observados para o TiO2 quando comparado ao ZnO. Além disso a análise de tribocorrosão apresentou menor perda de massa para as amostras de TiO2 bio-funcionalizadas. Considerando os aspectos de biocompatibilidade, diferenciação osteogênica, mineralização, resistência à corrosão e à tribocorrosão a amostra de TiO2 funcionalizada com MPA e os peptídeos da DMP1 foi a que apresentou melhores resultados. Portanto, os resultados obtidos sugerem que a bio-funcionalização de óxidos metálicos é capaz de projetar implantes de melhor qualidade aplicados à medicina regenerativa. / Titanium and its alloys are used in a variety of applications, including orthopedic and dental implants because of their recognized biocompatibility. However, failures and subsequent clinical side effects are still recurrent in implants. In this context, improvements can be achieved by designing biom aterials in which the bulk and surface of the titanium are independently tailored . Thus, nanostructured metal oxides thin films , such as TiO 2 and ZnO, can improve the physicochemical properties, biocompatibility and corrosion resistance of titanium implant s. In addition, the conjugation of biomolecules, such as peptides derived from the dentin matrix 1 protein (DMP1), on the surface of the metal oxides can improve their bioactivity, accelerating the os t eointegration process. Therefore, the objective of thi s work was to functionalize metal oxides with different bifunctional molecules and to investigate the physicochemical properties of silane, amino, carboxylic acid, thiol and hydroxyl groups that act as spacers between metal oxides and DMP1 peptides. In add ition, biocompatibility, mineralization, corrosion and tribocorrosion resistance of the bio - functionalized surfaces were performed. In this work, nanosized TiO 2 and ZnO thin films were synthesized by sol - gel method and deposited by spin coating technique o n titanium substrates. Subsequently, the thin films of metal oxides were functionalized with (3 - aminopropyl) trimethoxysilane (APTMS), 3 - (4 - aminophenyl) propionic acid (APPA), 3 - mercaptopropionic acid (MPA) or polyethylene glycol (PEG), which acted as spac ers between the metal oxides and the DMP1 peptides. The physicochemical analyzes by XPS, confocal microscopy, AFM, contact angle and surface energy revealed the effective modification of the metal oxides surfaces with APTMS, APPA, MPA and PEG. After the bi o - functionalization the physicochemical analyzes confirmed the presence of the DMP1 peptides on the surface of the metal oxides. In addition, biological tests indicated that the peptides could modulate the affinity, proliferation and differentiation of hum an mesenchymal stem cells. For the sample containing the titanium dioxide, better results were observed for the TiO 2 functionalized with MPA and the DMP1 peptides. On the other hand, better biocompatibility results were observed for ZnO functionalized with APPA and peptides. In addition, the immobilization of the DMP1 peptides through the APPA and MPA spacers for both oxides led to the formation of apatite biominerals. The electrochemical results indicated an increase in corrosion resistance in the bio - func tionalized materials, and better results were observed for TiO 2 when compared to ZnO. In addition, the tribocorrosion analysis presented lower mass loss for the bio - functionalized TiO 2 samples. Considering the aspects of biocompatibility, osteogenic differ entiation, mineralization, resistance to corrosion and tribocorrosion, the TiO 2 functionalized with MPA and DMP1 peptides presented the best results. Therefore, the results suggest that the bio - functionalization of metal oxides can design better quality im plants applied to regenerative medicine / 2014/01713-3