Des réseaux de nanotubes de carbone (CNTs) en deux ou trois dimensions (2D- et 3DCNTNs) ont été préparés respectivement sur substrat de silice amorphe et dans une matrice silice. Plusieurs types de CNTs (mono-, double- et multi-parois, respectivement SWCNTs, DWCNTs et MWCNTs) ont été caractérisés par microscopie électronique à transmission, spectroscopie Raman et analyse élémentaire du carbone, et leurs aptitudes à former un réseau percolant ont été comparées par mesure de la conductivité électrique de suspensions dynamiques de ces CNTs dans le chloroforme. La conductivité des suspensions de SWCNTs et de DWCNTs obéit à la loi de puissance de la théorie de percolation, avec un exposant proche de la valeur théorique d'un réseau 3D. Celle des suspensions de SWCNTs présentent une conductivité normalisée maximale (3.08 S.cm2/g) tandis que celle des suspensions de DWCNTs présente le plus faible seuil de percolation (0.002-0.06 vol.%) ce qui a conduit à choisir les SWCNTs pour la préparation des 2D-CNTNs et les DWCNTs pour la préparation des nanocomposites CNT-silice (3D CNTNs). Les 2D-CNTNs ont été préparés par dépôt de suspensions aqueuses de SWCNTs contenant du dodecyl sulfate de sodium sur de la silice amorphe, par quatre techniques différentes: trempage, filtration, spray et dépôt électrophorétique. Les 2D-CNTNs forment un réseau percolant dont la conductivité électrique obéit à la loi de puissance, avec un exposant d'environ 1.29, ce qui en en bon accord avec les prédictions théoriques. Les dépôts effectués par trempage et les dépôts électrophorétiques conduisent aux films les plus lisses et peuvent constituer une option intéressante pour des applications dans les cellules solaires. La conductance de surface et la transparence obtenues dans l'UV laissent espérer des applications possibles dans les écrans d'affichage, les écrans tactiles, les tubes cathodiques et les films destinés à dissiper les charges électrostatiques. Les nanocomposites CNT-silice (3D-CNTNs) ont été préparés par sol-gel, en utilisant des DWCNTs qui furent d'abord soumis à un traitement doux de fonctionnalisation, leur dispersion étant réalisée par sonication avec une sonde. Les matériaux ont été ensuite complétement densifiés par "spark-plasma sintering". Les états de dispersion des CNTs ont été évalués par microscopie électronique à balayage à émission de champ et corrélé aux propriétés lectriques. La comparaison de deux variantes de la méthode de préparation (i.e.: DWCNT séchés ou non séchés après leur functionnalisation) a conduit à une bonne corrélation entre les états de dispersion (présence et taille des aggregats de CNTs) et les seuils de percolation. Pour la voie sèche, la percolation intervient pour seulement 0.35 vol.% DWCNT, ce qui est plus faible que les valeurs publiés pour les nanocomposites CNT-silice. Pour la voie humide, le matériau le plus conducteur présente une conductivité électrique (1.56 S/cm) plus élevée que celles publiés pour des matériaux similaires. Bien que l'état de dispersion des CNTs puisse encore être amélioré, la conductivité électrique obtenue pour ces nanocomposites est déjà suffisamment élevée pour leur utilisation pour évacuer les charges électrostatiques ou comme éléments chauffants. / Redes bi- e tridimensionais de nanotubos de carbono (2D e 3D-RNTCs) foram preparadas sobre substratos de vidro de sílica e em matriz de sílica, respectivamente. Vários tipos de nanotubos de carbono (nanotubos de carbono de paredes simples, dupla e multicamadas, NTCPSs, NTPDs e NTPMs respectivamente) foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia Raman e análise de carbono, enquanto que as suas aptidões para formar uma rede de percolação foram comparadas através da medição da suas condutividades elétricas em suspensões dinâmicas em clorofórmio. A condutividade das suspensões de NTCPSs e NTCPDs seguiram a lei de potência da teoria de percolação, com expoente próximo ao valor teórico de uma rede 3D. As suspensões de NTCPSs apresentaram 3.08 S.cm2/g), enquanto que as suspensões de NTCPDs apresentaram o menor teor crítico para percolação (0.002-0.06% vol.) o que levou a escolher NTCPSs para a preparação de 2D-RNTCs e NTCPDs para a preparação de nanocompósitos CNT-sílica (3D-RNTCs). Para produzir em 2D-RNTCs, suspensões aquosas de NTCPSs contendo dodecil sulfato de sódio foram depositadas sobre substratos de sílica amorfa utilizando quatro diferentes técnicas: dip-coating, filtração, deposição por spray e deposição eletroforética. A maioria das 2DRNTCs formaram uma rede de percolação cuja condutividade elétrica também seguiu a lei de potência, com expoente em torno de 1.29, que está de acordo com as previsões teóricas. Dipcoating e deposição eletroforética resultaram nas mais suaves RNTCs sendo uma opção interessante para aplicações em células solares. As características obtidas de condutância de superfície e de transparência no UV também demonstraram suas possíveis aplicações em displays, telas de toque, blindagem em tubos catódicos e dissipação eletrostática. Nanocompósitos de NTCs em matriz de sílica (3D-RNTCs) foram preparados pela rota sol-gel, utilizando NTCPDs que foram previamente submetidos a uma funcionalização branda e sua dispersão foi realizada com ultrassom de ponta. Os materiais foram totalmente densificados por spark-plasma sintering. O estado de dispersão dos nanotubos de carbono foi avaliado por microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo e correlacionados com as propriedades elétricas. A comparação das duas variações na rota de preparação (ou seja: os NTCPDs foram secos ou não após a sua funcionalização) levou a uma boa correlação entre os estados dispersões (presença e tamanho dos agregados de NTCs) e os pontos críticos de percolação. Para a rota "seca", a percolação opera em apenas 0.35 vol. % de NTCPDs, que é inferior aos valores reportados para nanocompósitos de sílica contendo NTCs. Para a rota "úmida", o material mais condutor apresenta uma condutividade elétrica (1.56 S/cm) maior do que o relatado por materiais similares. Apesar de que a dispersão de NTCs poderia ser ainda melhor, as condutividades elétricas obtidas destes nanocompósitos já são altas o suficiente para seu uso em elementos de aquecimento ou antieletrostáticos. / Two and three dimensional carbon nanotube networks (2D- and 3D-CNTNs) were prepared over silica glass substrate and in silica matrix, respectively. Several types of CNTs (single-, double- and multi-walled carbon nanotubes, SWCNTs, DWCNTs and MWCNTs, respectively) were characterized by transmission electron microscopy, Raman spectroscopy and carbon analysis, while their aptitudes to form a percolating network were compared by measurement of their electrical conductivity in dynamic suspensions in chloroform. The conductivity of SWCNTs and DWCNTs suspensions well follow the power law of the percolation theory, with an exponent close to the theoretical value of a 3D network. The SWCNTs suspensions present the higher maximum normalized conductivity (3.08 S.cm2/g) whereas the DWCNTs suspensions present the lower percolation thresholds (0.002-0.06 vol.%) which led to choose SWCNTs for the preparation of 2D-CNTNs and DWCNTs for the preparation of CNT-silica nanocomposites (3D-CNTNs). To produce 2D-CNTNs, SWCNTs aqueous suspensions containing sodium dodecyl sulphate were deposited over amorphous silica substrates using four different techniques : dipcoating, filtration, spray-coating and electrophoretic deposition. Most of the 2D-CNTNs formed a percolating network whose electrical conductivity well followed the power law, with an exponent around 1.29, which is in agreement with theoretical predictions. Dip-coating and electrophoretic deposition provided the smoothest CNTNs and might be an interesting option for solar cell applications. The obtained characteristics of surface conductance and transparency in the UV also demonstrated their possible applications in displays, touch screens, shielding in cathode tubes and electrostatic dissipation. CNT-silica matrix nanocomposites (3D-CNTNs) were prepared by the sol-gel route, using DWCNTs which were previously submitted to a mild functionalization, their dispersion being carried out by probe sonication. The materials were fully densified by spark-plasma sintering. The dispersion state of CNTs was evaluated by field emission scanning electron microscopy and correlated with the electrical properties. The comparison of two variations in the preparation route (ie: the DWCNT were dried or not after their functionnalization) led to a good correlation between the dispersions states (presence and size of CNTs aggregates) and the percolation thresholds. For the “Dry” route, the percolation operates at only 0.35 vol.% DWCNT, which is lower that the values reported for CNT-silica nanocomposites. For the “Wet” one, the more conductive material shows an electrical conductivity (1.56 S/cm) higher than the values reported for similar materials. In spite that the dispersion of CNTS could be still improved, the achieved electrical conductivity of these nanocomposites is still high enough for their use in antielectrostatic or heating applications.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2007. / Submitted by wesley oliveira leite (leite.wesley@yahoo.com.br) on 2009-10-16T19:06:23Z No. of bitstreams: 1 Tese_Monica.pdf: 9433993 bytes, checksum: d3a660946335e5e79cce25743c0c1c02 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2011-01-11T17:21:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Monica.pdf: 9433993 bytes, checksum: d3a660946335e5e79cce25743c0c1c02 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-11T17:21:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Monica.pdf: 9433993 bytes, checksum: d3a660946335e5e79cce25743c0c1c02 (MD5) Previous issue date: 2007 / Desde 1950 estudos vem sendo realizados na aplicação da condutividade elétrica ao mapeamento geológico, com ênfase nos sistemas aeroeletromagnéticos. Estes sistemas usam o campo eletromagnético secundário obtido por contrastes em propriedades elétricas em subsuperfície em resposta a perturbações criadas por fontes eletromagnéticas naturais ou artificiais. A diversificação na aplicação do sistema EM, que são geralmente portáteis, permite inúmeras combinações geométrica e eletrônica do par de bobinas transmissora e receptora. Sua portabilidade permite que sejam utilizados nas vários levantamentos geofísicos, como nos de superfície que usam transmissores fixos e móveis e o receptor móvel, de subsuperfície (drill holes), e naqueles em que são portados em plataformas móveis (marítimas ou aéreas). Todo processo segue as leis de Maxwell e as respostas que são medidas dependem do modo em que se processa a medição (domínio da freqüência ou do tempo), dos equipamentos empregados e da geometria transmissor/receptor que formam com o alvo energizado. Não existe uma disposição ideal de transmissores e receptores, dependendo assim do tipo de estudo que se deseja realizar na área. Um dos sistemas disponíveis comercialmente já algum tempo, é o GEOTEM aerotransportado. Ele foi utilizado no vale San Pedro (sudeste do Arizona) em 1997. Os dados desta região nos foram disponibilizados pela USGS (United State Geological Survey) e foram utilizados para testar rotinas computacionais adaptadas nesta tese, para interpretar dado AEM, o que permitiu realizar uma análise quantitativa do modelo de condutividade da bacia sedimentar de San Pedro e sua relação com a hidrogeologia. Propõe-se aqui apresentar um procedimento de interpretação que pode ser utilizado para o dado AEM. Neste foram aplicadas duas técnicas: 1) a que obtém o comportamento da condutividade pela profundidade ao longo das linhas do levantamento; 2) a inversão de dados eletromagnetométricos para um sistema não linear. Esta última metodologia desenvolvida foi inicialmente aplicada a dados sintéticos, cuja inversão é do tipo controlada. Posteriormente a aplicação deste procedimento deu-se aos dados reais mencionados. iii As duas técnicas mostraram-se eficientes, sendo que a primeira exibiu um processo de inversão rápido e qualitativo e a segunda, menos rápido e quantitativo. Finalmente a proposta final foi em obter volumes com os resultados das medições eletromagnéticas no domínio do tempo (TDEM) para que se tenha uma visão 3D do modelo da condutividade da região em estudo. Para tanto serão apresentados os conceitos fundamentais do método eletromagnético aplicados ao sistema e escolhido (GeoTEMTM-Time Domain Airborne EM System) e os procedimentos de interpretação desenvolvidos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Since 1950 research has been carried out on the application of the electric conductivity for geological mapping, with the most effort put on airborne electromagnetic systems. These systems use the secondary electromagnetic field developed by contrasts in electric properties in the subsurface as response to disturbances created by natural or artificial electromagnetic sources. The many techniques developed in the use of those EM systems, which are commonly portable, imply in several combinations of how to combine physically and electromagnetically pairs of transmitter and receiver loops of different sizes and geometries. This resulted on the several modalities of use common to EM geophysical surveys, as those carried out on land using fixed and mobile transmitters and mobile receiver on surface, drill holes, airborne and in marine environment. All physical process follows the Maxwell laws of electromagnetism and the signals measured depend on the way that the measurement is accomplished (frequency or time domain), the type of the equipment used and on the geometry that the transmitter/receiver pair form with the energized target at the Earth. The ideal disposition of transmitters and receivers seems not to exist. It will depend on the kind of study is to be accomplished the area. GEOTEM is an airborne system that is available commercially for some time. It was used in San Pedro basin (southeast of Arizona) in 1997. The data of this survey was made available by the United State Geological Survey and it was used for testing the computer routines and programs developed. This software was used in this thesis to perform a quantitative analysis with the conductivity model for the San Pedro Sedimentary Basin and its relation to the hydrogeological targets envisaged with these studies. This research intends to present a procedure that can be used for an Airborne EM (AEM) interpretation. The methodology developed is first tested on synthetic models as to invert data generated by them in a controlled inversion scheme. Later on this procedure is applied to the real data mentioned. The intention is to obtain an interpretation map with the results of the electromagnetic measurements in the time domain (TDEM) and a 3-D visualization of the conductivity model obtained for the airborne electromagnetic survey in study. v The approach followed is that bared on fundamental concepts of the electromagnetic method applied to the system chosen (GeoTEMTM Time Domain Airborne EM System) and the interpretation procedures developed.

Des réseaux de nanotubes de carbone (CNTs) en deux ou trois dimensions (2D- et 3DCNTNs) ont été préparés respectivement sur substrat de silice amorphe et dans une matrice silice. Plusieurs types de CNTs (mono-, double- et multi-parois, respectivement SWCNTs, DWCNTs et MWCNTs) ont été caractérisés par microscopie électronique à transmission, spectroscopie Raman et analyse élémentaire du carbone, et leurs aptitudes à former un réseau percolant ont été comparées par mesure de la conductivité électrique de suspensions dynamiques de ces CNTs dans le chloroforme. La conductivité des suspensions de SWCNTs et de DWCNTs obéit à la loi de puissance de la théorie de percolation, avec un exposant proche de la valeur théorique d'un réseau 3D. Celle des suspensions de SWCNTs présentent une conductivité normalisée maximale (3.08 S.cm2/g) tandis que celle des suspensions de DWCNTs présente le plus faible seuil de percolation (0.002-0.06 vol.%) ce qui a conduit à choisir les SWCNTs pour la préparation des 2D-CNTNs et les DWCNTs pour la préparation des nanocomposites CNT-silice (3D CNTNs). Les 2D-CNTNs ont été préparés par dépôt de suspensions aqueuses de SWCNTs contenant du dodecyl sulfate de sodium sur de la silice amorphe, par quatre techniques différentes: trempage, filtration, spray et dépôt électrophorétique. Les 2D-CNTNs forment un réseau percolant dont la conductivité électrique obéit à la loi de puissance, avec un exposant d'environ 1.29, ce qui en en bon accord avec les prédictions théoriques. Les dépôts effectués par trempage et les dépôts électrophorétiques conduisent aux films les plus lisses et peuvent constituer une option intéressante pour des applications dans les cellules solaires. La conductance de surface et la transparence obtenues dans l'UV laissent espérer des applications possibles dans les écrans d'affichage, les écrans tactiles, les tubes cathodiques et les films destinés à dissiper les charges électrostatiques. Les nanocomposites CNT-silice (3D-CNTNs) ont été préparés par sol-gel, en utilisant des DWCNTs qui furent d'abord soumis à un traitement doux de fonctionnalisation, leur dispersion étant réalisée par sonication avec une sonde. Les matériaux ont été ensuite complétement densifiés par "spark-plasma sintering". Les états de dispersion des CNTs ont été évalués par microscopie électronique à balayage à émission de champ et corrélé aux propriétés lectriques. La comparaison de deux variantes de la méthode de préparation (i.e.: DWCNT séchés ou non séchés après leur functionnalisation) a conduit à une bonne corrélation entre les états de dispersion (présence et taille des aggregats de CNTs) et les seuils de percolation. Pour la voie sèche, la percolation intervient pour seulement 0.35 vol.% DWCNT, ce qui est plus faible que les valeurs publiés pour les nanocomposites CNT-silice. Pour la voie humide, le matériau le plus conducteur présente une conductivité électrique (1.56 S/cm) plus élevée que celles publiés pour des matériaux similaires. Bien que l'état de dispersion des CNTs puisse encore être amélioré, la conductivité électrique obtenue pour ces nanocomposites est déjà suffisamment élevée pour leur utilisation pour évacuer les charges électrostatiques ou comme éléments chauffants. / Redes bi- e tridimensionais de nanotubos de carbono (2D e 3D-RNTCs) foram preparadas sobre substratos de vidro de sílica e em matriz de sílica, respectivamente. Vários tipos de nanotubos de carbono (nanotubos de carbono de paredes simples, dupla e multicamadas, NTCPSs, NTPDs e NTPMs respectivamente) foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia Raman e análise de carbono, enquanto que as suas aptidões para formar uma rede de percolação foram comparadas através da medição da suas condutividades elétricas em suspensões dinâmicas em clorofórmio. A condutividade das suspensões de NTCPSs e NTCPDs seguiram a lei de potência da teoria de percolação, com expoente próximo ao valor teórico de uma rede 3D. As suspensões de NTCPSs apresentaram 3.08 S.cm2/g), enquanto que as suspensões de NTCPDs apresentaram o menor teor crítico para percolação (0.002-0.06% vol.) o que levou a escolher NTCPSs para a preparação de 2D-RNTCs e NTCPDs para a preparação de nanocompósitos CNT-sílica (3D-RNTCs). Para produzir em 2D-RNTCs, suspensões aquosas de NTCPSs contendo dodecil sulfato de sódio foram depositadas sobre substratos de sílica amorfa utilizando quatro diferentes técnicas: dip-coating, filtração, deposição por spray e deposição eletroforética. A maioria das 2DRNTCs formaram uma rede de percolação cuja condutividade elétrica também seguiu a lei de potência, com expoente em torno de 1.29, que está de acordo com as previsões teóricas. Dipcoating e deposição eletroforética resultaram nas mais suaves RNTCs sendo uma opção interessante para aplicações em células solares. As características obtidas de condutância de superfície e de transparência no UV também demonstraram suas possíveis aplicações em displays, telas de toque, blindagem em tubos catódicos e dissipação eletrostática. Nanocompósitos de NTCs em matriz de sílica (3D-RNTCs) foram preparados pela rota sol-gel, utilizando NTCPDs que foram previamente submetidos a uma funcionalização branda e sua dispersão foi realizada com ultrassom de ponta. Os materiais foram totalmente densificados por spark-plasma sintering. O estado de dispersão dos nanotubos de carbono foi avaliado por microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo e correlacionados com as propriedades elétricas. A comparação das duas variações na rota de preparação (ou seja: os NTCPDs foram secos ou não após a sua funcionalização) levou a uma boa correlação entre os estados dispersões (presença e tamanho dos agregados de NTCs) e os pontos críticos de percolação. Para a rota "seca", a percolação opera em apenas 0.35 vol. % de NTCPDs, que é inferior aos valores reportados para nanocompósitos de sílica contendo NTCs. Para a rota "úmida", o material mais condutor apresenta uma condutividade elétrica (1.56 S/cm) maior do que o relatado por materiais similares. Apesar de que a dispersão de NTCs poderia ser ainda melhor, as condutividades elétricas obtidas destes nanocompósitos já são altas o suficiente para seu uso em elementos de aquecimento ou antieletrostáticos. / Two and three dimensional carbon nanotube networks (2D- and 3D-CNTNs) were prepared over silica glass substrate and in silica matrix, respectively. Several types of CNTs (single-, double- and multi-walled carbon nanotubes, SWCNTs, DWCNTs and MWCNTs, respectively) were characterized by transmission electron microscopy, Raman spectroscopy and carbon analysis, while their aptitudes to form a percolating network were compared by measurement of their electrical conductivity in dynamic suspensions in chloroform. The conductivity of SWCNTs and DWCNTs suspensions well follow the power law of the percolation theory, with an exponent close to the theoretical value of a 3D network. The SWCNTs suspensions present the higher maximum normalized conductivity (3.08 S.cm2/g) whereas the DWCNTs suspensions present the lower percolation thresholds (0.002-0.06 vol.%) which led to choose SWCNTs for the preparation of 2D-CNTNs and DWCNTs for the preparation of CNT-silica nanocomposites (3D-CNTNs). To produce 2D-CNTNs, SWCNTs aqueous suspensions containing sodium dodecyl sulphate were deposited over amorphous silica substrates using four different techniques : dipcoating, filtration, spray-coating and electrophoretic deposition. Most of the 2D-CNTNs formed a percolating network whose electrical conductivity well followed the power law, with an exponent around 1.29, which is in agreement with theoretical predictions. Dip-coating and electrophoretic deposition provided the smoothest CNTNs and might be an interesting option for solar cell applications. The obtained characteristics of surface conductance and transparency in the UV also demonstrated their possible applications in displays, touch screens, shielding in cathode tubes and electrostatic dissipation. CNT-silica matrix nanocomposites (3D-CNTNs) were prepared by the sol-gel route, using DWCNTs which were previously submitted to a mild functionalization, their dispersion being carried out by probe sonication. The materials were fully densified by spark-plasma sintering. The dispersion state of CNTs was evaluated by field emission scanning electron microscopy and correlated with the electrical properties. The comparison of two variations in the preparation route (ie: the DWCNT were dried or not after their functionnalization) led to a good correlation between the dispersions states (presence and size of CNTs aggregates) and the percolation thresholds. For the “Dry” route, the percolation operates at only 0.35 vol.% DWCNT, which is lower that the values reported for CNT-silica nanocomposites. For the “Wet” one, the more conductive material shows an electrical conductivity (1.56 S/cm) higher than the values reported for similar materials. In spite that the dispersion of CNTS could be still improved, the achieved electrical conductivity of these nanocomposites is still high enough for their use in antielectrostatic or heating applications.

Neste trabalho nanocompósitos de Poli(fluoreto de vinilideno)(PVDF)/Polianilina(PAni) e nanotubos de carbono (NTC) foram preparados por processamento no estado fundido utilizando três diferentes metodologias. Na primeira os nanotubos de carbono foram adicionados diretamente durante o processamento no estado fundido. No segundo método os nanotubos de carbono foram adicionados a PAni diretamente durante a etapa de polimerização desta e posteriormente este material foi misturado ao PVDF no estado fundido. No terceiro método metade da quantidade total de nanotubos de carbono do nacompósito foi adicionada diretamente durante o processamento e a outra metade foi adicionada a PAni durante a etapa de polimerização. A processabilidade, a morfologia, as propriedades elétricas, as propriedades viscoelásticas, e as propriedades eletro-reológicas foram avaliadas para as misturas e para os nanocompósitos. A morfologia final de todas as misturas PVDF/PAni apresentaram típica separação de fases com a presença de domínios de polianilina. A condutividade elétrica destas apresentou um decréscimo de valores ao longo do tempo de processamento para todas as composições. Houve um aumento dos módulos, no estado sólido, com a adição de polianilina e nanotubos de carbono ao sistema. As medidas eletro-reológicas mostraram que a presença da polianilina e dos nanotubos de carbono mudou o comportamento reológico do PVDF e também a condutividade elétrica foi afetada pelo cisalhamento oscilatório. Tanto a morfologia quanto a condutividade elétrica sofreram variações em função do método de preparação dos nanocompósitos PVDF/PAni/NTC. Como conseqüência, as propriedades viscoelásticas no estado sólido foram influenciadas pelas diferentes morfologias destes materiais. Os experimentos eletro-reológicos mostraram que o cisalhamento agiu destruindo os caminhos condutores formados e, com isso causando a redução na condutividade elétrica do sistema. / In this work nanocomposites of poly(vinylidene fluoride) (PVDF)/polyaniline (PAni) and carbon nanotubes (CNT) were prepared through melt processing using three different methods. Firstly the nanotubes were incorporated directly into the PVDF/PAni blend during the processing step. In the second methodology the nanotubes were dispersed in the reaction medium during aniline polymerization. After the reaction completion this PAni/CNT composite was blended with PVDF through melt processing. The third method consisted in a combination of both methods In the second stage blends of PVDF/PAni were prepared through melt processing. The morphology, processability, electrical properties, viscoelastic properties, and electro-rheological behavior were evaluated for the blends and the nanocomposites. All PVDF/PAni blends showed typical phase separation with the presence of polyaniline aggregates. The electrical conductivity of PVDF/PAni blends had lower values as a function of processing time for all compositions. There was an increasing of both moduli in solid state with the addition of PAni and CNT. The electro-rheological measurements showed that the presence of PAni and CNT changed the PVDF rheological behavior and also the electrical conductivity was affected by the oscillatory shear. The morphology and electrical conductivity changed as a function of the three methods used to prepare the nanocomposites. As a consequence, the moduli in solid state were also affected by the different morphologies. The shear acted by destroying the conductive paths formed through the PVDF/PAni matrix. This fact caused the decreasing in the electrical conductivity values of the nanocomposites.

Orientador: Roberto Testezlaf / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:04:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Queiroz_SergioOliveiraPintode_D.pdf: 3177044 bytes, checksum: 7496a30497ec379da42f16d23fc9bc50 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A salinização de solos representa um dos graves problemas da agricultura mundial, especialmente na agricultura irrigada. Sob condições de ambiente protegido, a irrigação é essencial e a fertirrigação um agente facilitador do manejo da irrigação e fertilização. Todavia o seu uso intensivo no processo produtivo, acresce ao potencial de salinização da água, aquele inerente aos fertilizantes. O presente trabalho objetivou avaliar diferentes métodos de determinação de teor de água e condutividade elétrica do solo, além de levantar e caracterizar a ocorrência de processos de salinização em ambientes protegidos na macro região de Campinas . Em laboratório foram avaliados os equipamentos Sensor Sigma Probe EC1 da Delta-T, TDR marca Tektronix, modelo 1502 C e extrator de solução à vácuo. Os equipamentos foram utilizados em três solos com diferentes texturas e sob cinco níveis de salinidade: O, 2, 4, 8 e 12 dS. m-I a 25° C. Os resultados obtidos de teor de água foram comparados àqueles obtidos por gravimetria, enquanto os resultados de condutividade elétrica ao método do extrato de saturação. O equipamento Sigma Probe ECl, pelas melhores correlações com os métodos de referência na fase laboratorial, foi utilizado nas visitas as propriedades, sob produção em ambiente protegido, na macro região de Campinas, juntamente com a aplicação de um questionário previamente desenvolvido e testado. Dentre os equipamentos avaliados na fase laboratorial, o sigma Probe ECl apresentou o melhor resultado na determinação da umidade e condutividade elétrica do solo, quando comparado a gravimetria e ao extrato de saturação, em solos não salinos e salinos. Utilizando a aplicação de questionário associada a leituras de condutividade elétrica do solo com o sensor Sigma Probe foi possível verificar, nas propriedades visitadas, a deficiência no manejo da umidade e condutividade elétrica. Os valores obtidos de condutividade elétrica no extrato de saturação do solo para as propriedades visitadas, não caracterizam solos salinos, mas podem afetar a produção de flores, plantas sensíveis à salinidade / Abstract: The soil salinization represents one of the most serious problems of world irrigated agriculture. Under controlled environmental conditions, the irrigation is essential and the use of fertigation becomes a facilitator agent for the irrigation and fertilization management. However, the intensive use of fertigation in this type of productive process, adds to the water salinization potential, the one inherent to the fertilizers. The objective of work was to evaluate different methods to determine water content and electric conductivity of the soil, to characterize the occurance of salinization process in greenhouses farms in the Campinas region. The equipments Sigma Probe EC1, manufactured by Delta-T, and Tektronix, 1502 C TDR model and vacuum solution manufactured extractors were evaluate in laboratory conditions. The equipments were used in three soils with different textures, under five levels of salinity: O, 2, 4, 8 e 12 dS. m-I at 25° C. The obtained results of water content were compared to gravimetry method, while the electric conductivity results were compared to the saturation extract method. The Sigma Probe EC1 equipment was used in farm visits , with controlled environmental production at Campinas macro region. A developed questionaire was applied in those visits to characterize the production system. Among the used equipment in the laboratorial part, the sigma Probe EC1 presented the better results in soil moisture and soil electrical conductivity determination, when compared to gravimetry and saturation extract, in saline and non saline soils. Using the questionnaire with electric conductivity determinations using Sigma Probe sensor it was possible to verify, in the farms visited, the deficiency in the soil moisture and electrical conductivity management. It was not verify saline soils, but the results found showed that the salinity levels in the soil could affect flower production, sensitive crops / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador: Bernardo Laks / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-19T13:34:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lavarda_FranciscoCarlos_D.pdf: 5480014 bytes, checksum: eb68f2e975d8347035fa216180809f2b (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Os polímeros condutores são materiais que podem ter a sua condutividade elétrica aumentada de várias ordens de grandeza por meio da intercalação de espécies químicas aceitadoras ou doadoras em sua malha polimérica (dopagem) e, dependendo do polímero, pode atingir valores típicos de um metal. Este crescimento é acompanhado de modificações nos espectros de absorção óptica e susceptibilidade magnética, característicos de uma transição isolante-metal. Apesar de geralmente se observar uma termoeletricidade quase-metálica em polímeros altamente dopados, outros dados - como os de absorção no infravermelho, que indicam 'distribuição não-homogênea de carga - mostram que não se trata de metais comuns. A desordem estrutural destes materiais tem sido usada como explicação para uma variedade de fenômenos observados. Neste trabalho, apresentamos uma série de estudos teóricos onde procuramos investigar a influência da desordem na distribuição dos contra-íons dopantes sobre a estrutura eletrônica dos polímeros. A partir de hamiltonianos simples, mostramos que esta desordem é fundamental na previsão teórica de uma transição isolante-metal para o poliacetileno, politiofeno e polianilinas substituídas! Observamos que a segregação de dopantes desempenha papel importante na transição e é um efeito presente nos três polímeros estudados, mesmo usando diferentes tipos de hamiltoniano para cada material. Além disso, provamos que é possível obter espalhamento ressonante de estados eletrônicos para polímeros substituídos dopados, fato que amplia a aplicação do "Random Dimer Model", um modelo sobre a origem da transição isolante-metal que tem sido objeto de intensos estudos / Abstract: Conducting polymers are materials which show a dramatic electric conductivity increase by many orders of magnitude by means of doping by charge transfering reactions with an oxidizing or reducing agent. For some polymers, the conductivity could have values in the metallic regime. This increase brings together some new features in the optical absorption and magnetic susceptibility spectra typical of a insulator-to-metal transition. Despite the quasi-metallic thermopower in the highly doped phase, another data - like the infra-red absorption which indicates non-homogeneus electronic charge distribution - shows that conducting polymers are not common metals. The structural disorder present in this materials have been the explanation for several observed phenomena. In this work, we present a series of theoretical studies to investigate the influence of disorder in the dopant distribution on the polymers' electronic structure. With simple hamiltonians we show that this disorder is of fundamental importance for the insulator-to-metal transition on polyacetylene, polythiophene and substituted polyanilines. We observed that segregation of dopants plays important role in the transition and is present in all the polymers studied, despite the differences in the hamiltonians. Also, we show that is possible to have resonant scattering of electronic states in doped substituted polymers, which extend the "Random Dimer Model". This model about the origin of extended states in disordered systems has been object of lntense studies / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

A identificação dos atributos de solo e de planta que ocasionam variabilidade e sua relação com a produtividade do algodoeiro permitem delimitar zonas homogêneas e, utilizando as ferramentas de agricultura de precisão (AP), inferir sobre o manejo do solo e da cultura. O objetivo deste trabalho foi estabelecer relações entre atributos de solo e de planta que possuem variabilidade espacial e a sua interferência na produtividade do algodoeiro. O experimento foi realizado em área no bioma Cerrado, em Latossolo Vermelho, em lavoura comercial, na Fazenda Pamplona, em Cristalina-GO. Para o trabalho, foram utilizados os dados de rendimento de algodão, nas safras 2010/11 e 2011/12. Foram realizadas amostragens georreferenciadas, avaliando os atributos de solo relacionados à acidez e à disponibilidade de nutrientes. Foram feitas leituras contínuas de condutividade elétrica aparente (CEa) em toda a área do experimento, previamente à semeadura. Na planta, foram avaliados os teores de nutrientes no tecido foliar, leitura do índice SPAD em clorofilômetro, altura de plantas e imagens de satélite para o Índice de Área Foliar (IAF). Antes da semeadura da safra 2011/12, foram adicionadas diferentes doses de P2O5 em faixas na área experimental. Os dados foram submetidos à análise estatística clássica e geoestatística. A produtividade apresentou forte dependência espacial e possui correlação com o índice de clorofila que, em conjunto com o IAF, possibilitaram avaliar o estado nutricional das plantas de algodão. A CEa mostrou-se uma boa ferramenta para identificação da variabilidade de acidez de nutrientes no solo. Houve pequeno incremento na produtividade com a adição de doses de P2O5, mesmo na faixa de suficiência. É possível delimitar zonas homogêneas integrando os atributos de solo e de planta e manejá-las de forma diferenciada utilizando as ferramentas de AP. / The identification of soil and plant attributes that indicate the cause of variability and its relation to cotton yield, lets to define homogeneous zones, and by using of precision agriculture tools, to make inferences about soil and plant management. The objective of this study was to establish relationships between soil and plant attributes that have spatial variability and its interference in cotton yield. The experiment was carried out in Oxisol at a savanna commercial area at Pamplona farm, in Cristalina-GO. Cotton was yield in 2010/11 and 2011/12 crop growing seasons, where georeferenced sampling for evaluating soil chemical attributes, and soil apparent eletrical conductivity (ECw), previously to seeding, where done. Plant attributes were evaluated for nutrient content in leaf tissue, and non-destructive analysis by reading chlorophyll content (SPAD Index), plant height and satellite images for leaf area index (LAI). Before seeding the 2011/12 crop season, different rates of P2O5 were applied along the experimental area. Data were analyzed by both classical and geostatistical procedures. Cotton yield showed strong spatial dependence and high correlation with chlorophyll content, that, with LAI made possible to assess the nutritional status of cotton plants. The ECw proved to be a tool for identifying the variability of soil acidity and nutrient. There was an increase in yield with the addition of P2O5 rates, even at sufficiency level. It is possible to define homogeneous zones by integrating soil and plant attributes for managing different field areas by using precision agriculture tools.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-12-11T19:08:56Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PreparaçãoCaracterizaçãoElétrica.pdf: 3988361 bytes, checksum: 5c6c48ba2380ff193b7bbf56014b3075 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-12-14T12:30:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PreparaçãoCaracterizaçãoElétrica.pdf: 3988361 bytes, checksum: 5c6c48ba2380ff193b7bbf56014b3075 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-14T12:30:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PreparaçãoCaracterizaçãoElétrica.pdf: 3988361 bytes, checksum: 5c6c48ba2380ff193b7bbf56014b3075 (MD5) Previous issue date: 2009 / Nas últimas décadas, os polímeros conjugados têm recebido grande atenção devido, principalmente, às aplicações desses materiais na área de eletrônica. Dentre os polímeros mais investigados, a polianilina (PANI) aparece como candidato potencial do ponto de vista tecnológico, tendo em vista seu baixo custo e sua capacidade de se comportar ora como isolante ou semicondutor ora como metal, dependendo do grau e do tipo de dopagem a que foi submetida. Muitos autores têm explorado as propriedades semicondutores intrínsecas da PANI em diodos, sensores e transistores nos quais os mecanismos de injeção de carga entre o eletrodo e o polímero e o transporte dos portadores de carga através do volume polimérico são importantes parâmetros na determinação do desempenho dos seus dispositivos. Entretanto, a física relacionada a esses mecanismos ainda não é totalmente compreendida e há muitas controvérsias sobre o tema na literatura. Em geral, a caracterização elétrica da PANI tem sido realizada em amostras processadas na forma de filmes espessos produzidos por casting ou por filmes finos produzidos por métodos eletroquímicos, nos quais a condutividade elétrica pode ser facilmente modificada através de processos de dopagem ou desdopagem. Poucos trabalhos, entretanto, têm investigado a condutividade de filmes de PANI processados via técnica de automontagem layer-by-layer (Lbl) (camada por camada), onde soluções aquosas de PANI são alternadas com solução aquosa de um polieletrólito aniônico formando filmes com camadas em escala nanométrica. Nesse trabalho, foi investigado as condutividade elétricas dc e ac com filmes contendo camadas alternadas de PANI e do polieletrólito aniônico - poli(vinil sulfato de sódio) (PVS), depositados sobre microeletrodos interdigitados de NiCr recoberto com Au (NiCr/Au). Foi observada uma significativa mudança na condutividade dc quando a espessura dos filmes tornou-se equivalente à espessura da camada do eletrodo de NiCr. Esse efeito foi atribuído à alta resistência elétrica interfacial entre NiCr e o filme polimérico quando comparada à resistência da interface Au-filme e do volume do polímero. A condutividade alternada do polímero obtida foi típica de materiais sólidos desordenados, com influência da impedância do eletrodo de NiCr e da constante dielétrica do polímero. Um modelo baseado na aproximação fenomenológica de Cole-Cole e outro no de barreiras de energias livres aleatórias foram apresentados para explicar o comportamento da condutividade ac do sistema, que englobam as propriedades desordenadas dos filmes Lbl e os efeitos de interface NiCr-PANI-PVS. Os modelos permitiram estimar a espessura (1 nm) e a condutividade da camada interfacial NiCr-PANI/PVS (1,3 x 10-6 S/m) e a constante dielétrica (~ 104) do filme de PANI/PVS. A presença de uma distribuição de tempos de relaxação também foi inferida, bem como a energia máxima de saltos dos portadores de cargas (~ 35 meV) e que a condutividade do volume (9,6 x 10-4 S/m) é maior que a condutividade total (6,9x 10-4 S/m) do sistema Lbl. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Conjugated polymers have received considerable attention in the past decades because of their promise for applications in the area of electronics. Among the most important materials, polyaniline (PANI) appears as a potential candidate from the technological standpoint on account of its inexpensiveness and the ability to behave either as insulator or semiconductor or as metal, depending on the degree and type of doping used. Many authors have explored the intrinsic semiconducting properties of PANI in diodes, sensors and transistors, in which the mechanisms of charge injection from an electrode into the polymer and the carrier transport through the polymer bulk play important roles in the devices’ performance. However, the physics related to these mechanisms is not understood in any real detail. In general, the electrical characterization of PANI has been carried in samples processed in the form of thick films produced by casting or thin films produced by electrochemical methods, in which the electrical conductivity can be easily modified upon doping/dedoping process. A few papers, however, have addressed the conductivity of PANI films processed via the layer-by-layer technique, in which water-soluble polyaniline is alternated with a water-soluble anionic polyelectrolyte to form nanoscale-sized layered films. In this study we investigated the electrical dc and ac conductivities of films containing alternated layers of PANI and the anionic polyelectrolyte - poly(vinyl sulfonic acid) (PVS), deposited on interdigitated NiCr recovered wit Au (NiCr/Au) line arrays. We observed a significant change in the dc conductivity when the thickness of the films was the same of the NiCr layer. This effect was attributed to the higher interfacial electrical resistance between NiCr and the polymer film, compared to the resistance of the Au-film interface and polymer bulk. The alternating conductivity of the polymer was typical of solid disordered materials, under the influence of the NiCr electrode and the polymer dielectric constant. One model based on the Cole-Cole phenomenological approach and other based on random free energy barrier model are presented for the ac conductivity of the polymer system, which encompasses the disordered properties of Lbl films and the NiCr-PANI/PVS interfacial effects. The models allowed a rough estimation of the thickness (1 nm) and the conductivity of the NiCr-PANI/PVS interfacial layer (1.3 x 10-6 S/m) and dielectric constant (~ 104) of PANI/PVS film. The presence of a broad spectrum of relaxation times in the PANI/PVS system was also inferred from the model, as well as the activation energy of the maximum barrier for carrier hopping (~ 35 meV). Finally, it was obtained that the bulk conductivity (9.6 x 10-4 S/m) is higher than the total conductivity (6.9 x 10-4 S/m) of the Lbl system.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-15T19:00:51Z No. of bitstreams: 1 2016_AnaGabrielaCoelhoOliveira.pdf: 8589095 bytes, checksum: 784128f7152ddd041cb91431101ccb9e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-11-08T13:55:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AnaGabrielaCoelhoOliveira.pdf: 8589095 bytes, checksum: 784128f7152ddd041cb91431101ccb9e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T13:55:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AnaGabrielaCoelhoOliveira.pdf: 8589095 bytes, checksum: 784128f7152ddd041cb91431101ccb9e (MD5) / Líquidos iônicos são sais orgânicos no estado líquido, a temperatura abaixo de 100°C, que apresentam uma série de propriedades características de grande interesse na química e outras áreas afins. Essas propriedades dependem da natureza dos íons pertencentes ao par iônico, resultando em diferentes tipos de interações intermoleculares na estrutura molecular destes compostos, como ligações de hidrogênio e outras forças dispersivas. Neste trabalho foram realizados estudos teóricos acerca do empacotamento de seis líquidos iônicos da classe imidazólio pela aplicação de métodos quantum-mecânicos utilizando a Teoria do Funcional de Densidade (DFT) em conjunto com as técnicas baseadas em modelo de Orbitais Naturais de Ligação (NBO) e Teoria Quântica de Átomos e Moléculas (QTAIM). Dessa forma, a partir das coordenadas cristalográficas dos líquidos iônicos, foram analisados os efeitos da vizinhança molecular, e interpretações do efeito do ânion e da variação do tamanho da cadeia alquila, a partir de propriedades obtidas das estruturas eletrônicas destes compostos, como polarizabilidade, momento de dipolo e deslocalização eletrônicas, relacionando-as com propriedades macroscópicas experimentalmente conhecidas. Por fim, foi constatado um comportamento não-aditivo das polarizabilidades nos sistemas aqui descritos, reforçando ainda mais o papel fundamental que a vizinhança molecular desempenha. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Ionic liquids are organic salts in liquid state, at temperatures below 100°C, that presents a series of characteristic properties of great interest in chemistry and related fields. These properties depend on the nature of the ions associated in the ionic pair resulting in different types of intermolecular interactions in the molecular structure of these compounds, like hydrogen bonds and other dispersive forces. This work carried out theoretical studies about the packing of six ionic liquids of imidazolium class by application of quantum-mechanical method using Density Functional Theory (DFT) in conjunction with techniques based on the model of Natural Bond Orbital (NBO) and Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM). Thus, from the ionic liquids crystallographic coordinates, molecular vicinity effects were analyzed and interpretations of the anion effect and the variation of alkyl chain length, the properties acquired from the electronic structures of these compounds, such as polarizability, dipole moment and electronic delocalization, relating to known experimental macroscopic properties. Lastly, it was found that the non-additive behavior of the polarizability in the molecular system depicted in this work, stressing the fundamental role played by the molecular vicinity.

A identificação dos atributos de solo e de planta que ocasionam variabilidade e sua relação com a produtividade do algodoeiro permitem delimitar zonas homogêneas e, utilizando as ferramentas de agricultura de precisão (AP), inferir sobre o manejo do solo e da cultura. O objetivo deste trabalho foi estabelecer relações entre atributos de solo e de planta que possuem variabilidade espacial e a sua interferência na produtividade do algodoeiro. O experimento foi realizado em área no bioma Cerrado, em Latossolo Vermelho, em lavoura comercial, na Fazenda Pamplona, em Cristalina-GO. Para o trabalho, foram utilizados os dados de rendimento de algodão, nas safras 2010/11 e 2011/12. Foram realizadas amostragens georreferenciadas, avaliando os atributos de solo relacionados à acidez e à disponibilidade de nutrientes. Foram feitas leituras contínuas de condutividade elétrica aparente (CEa) em toda a área do experimento, previamente à semeadura. Na planta, foram avaliados os teores de nutrientes no tecido foliar, leitura do índice SPAD em clorofilômetro, altura de plantas e imagens de satélite para o Índice de Área Foliar (IAF). Antes da semeadura da safra 2011/12, foram adicionadas diferentes doses de P2O5 em faixas na área experimental. Os dados foram submetidos à análise estatística clássica e geoestatística. A produtividade apresentou forte dependência espacial e possui correlação com o índice de clorofila que, em conjunto com o IAF, possibilitaram avaliar o estado nutricional das plantas de algodão. A CEa mostrou-se uma boa ferramenta para identificação da variabilidade de acidez de nutrientes no solo. Houve pequeno incremento na produtividade com a adição de doses de P2O5, mesmo na faixa de suficiência. É possível delimitar zonas homogêneas integrando os atributos de solo e de planta e manejá-las de forma diferenciada utilizando as ferramentas de AP. / The identification of soil and plant attributes that indicate the cause of variability and its relation to cotton yield, lets to define homogeneous zones, and by using of precision agriculture tools, to make inferences about soil and plant management. The objective of this study was to establish relationships between soil and plant attributes that have spatial variability and its interference in cotton yield. The experiment was carried out in Oxisol at a savanna commercial area at Pamplona farm, in Cristalina-GO. Cotton was yield in 2010/11 and 2011/12 crop growing seasons, where georeferenced sampling for evaluating soil chemical attributes, and soil apparent eletrical conductivity (ECw), previously to seeding, where done. Plant attributes were evaluated for nutrient content in leaf tissue, and non-destructive analysis by reading chlorophyll content (SPAD Index), plant height and satellite images for leaf area index (LAI). Before seeding the 2011/12 crop season, different rates of P2O5 were applied along the experimental area. Data were analyzed by both classical and geostatistical procedures. Cotton yield showed strong spatial dependence and high correlation with chlorophyll content, that, with LAI made possible to assess the nutritional status of cotton plants. The ECw proved to be a tool for identifying the variability of soil acidity and nutrient. There was an increase in yield with the addition of P2O5 rates, even at sufficiency level. It is possible to define homogeneous zones by integrating soil and plant attributes for managing different field areas by using precision agriculture tools.