Made available in DSpace on 2016-01-13T13:26:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-07. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:12Z : No. of bitstreams: 1 000854863.pdf: 5368324 bytes, checksum: f60f5de47f46c51ce3e51ec3e6e81da4 (MD5) / Com aumento do número de veículos automotores em circulação, a quantidade de poluentes lançados no nosso planeta é muito significativa, sendo um risco real ao nosso meio ambiente. Vários avanços tecnológicos têm sido apreentados nos últimos anos, objetivando a redução destas emissões. As cerâmicas têm desempenhado um papel primordial neste cenário. Dentre estas, encontra-se o sensor de oxigênio que utiliza a zircônia (ZrO2) como eletrólito sólido, componente do sistema de gerencialmento eletrônico do motor do ciclo Otto, e elemento primordial na estratégia de reduzir as emissões e o consumo de combustível. Neste trabalho analisou-se o desempenho de quatro sensores de marcas líderes no mercado, com países de origem diferentes, originalmente desenvolvidos para operar com gasolina pura se comportam com combustível de uso alternativo, com composição química e fases distintas, Etanol (líquida) e GNV (gasosa). Instalados em um motor do ciclo Otto de 4 tempos, dotado de sistema de gerencialmento eletrônico multicombustível (Tetrafuel) original de fábrica, funcionando de forma autônoma ao veículo, operando em duas rotações predefinidas. Foram coletados e registrados os seguintes dados operacionais: sinal elétrico, tempo de resposta, temperatura de operação, e emissões de gases. Os valores obtidos nas etapas estipuladas foram tabulados e posteriormente analisados. Quando utilizado o Etanol como combustível, as tensões médias nas duas rotações foram menores que as observadas utilizando-se o GNV, a temperatura na região do sensor também se apresentou superior para o Etanol. O tempo médio de resposta para o Etanol foi superior ao GNV. Analisando as emissões geradas, concluímos que as mesmas estão de acordo com o preconizado na legislação vigente, indicando que o sistema de gerenciamento eletrônico do motor e consequentemente os sensores de oxigênio avaliados, cumprem plenamente e de forma adequada... / With the increasing number of motor vehicles in circulation, the amount of pollutantos released in the atmospheric air is very significant, being a real disk to our planet. People concerned about the consequences resulting from his problem have charged effective actions in order to minimize the impact of polluent generated and the preservaton of the life quality on our planet. Significant technological advances have been made in recent years, both in the forms of propulsion, when on reducing emissions by engines. The development and adoption of new materials, both in construction, or in the control of the several systems, is one of the bases of this major development. Among these materials, the ceramics have played a very important role in this scene, whose applications are enabling the achievement of the proposed objectives. This work focuses primarilly about the oxygen sensor using zirconia (ZrO2) as basic element. Also known as lambda sensor, it is used in automobiles to control along with the electronic management system of the engine, of air-fuel ratio, in orderto reduce the emissions and the fuel comsumption in internal combustion engines of Otto and Diesel cycles. It is installed in the exhaust gas system and aims to measure the residual oxygen content in gases produced by the engine. In this work we analyzed the performance of these sensors in measuring the concentration of residual oxygen content in the exhaust gases when installed on an Otto cycle engine, 4 stroke, endowed with electronic multi fuel management system (Tetrafuel), installed independently to the vehicle on a test bench, operating distinctly with liquid fuel (ethanol) and gas (CNG), in two predefined speeds. In this work, we will present is composition, construction, operating principles and performance in a real operating situation, of four sensors of different manufacturers allowing the understanding of its interaction with the electronic management system and the...

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-14. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:33:23Z : No. of bitstreams: 1 000853087.pdf: 5125672 bytes, checksum: 1ed41b897658f98e02e14dadd491d82a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho nanocompósitos de polianilina sal esmeraldina (PAni-ES), argilas montmorilonitas organofilica (MMTO) e sódica (MMT-Na+) e nanopartículas de ouro (AuNPs) foram obtidos através das técnicas de fabricação de filmes nanoestruturados, Langmuir-Blodgett (LB) e Layer-by-Layer (LbL). Os materiais foram depositados em diferentes substratos solidos, e caracterizados através de métodos espectroscópicos e microscópicos, a fim de verificar as interações entre os materiais envolvidos. Resultados obtidos através das caracterizações por ultravioleta visível (UV-vis). Infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR), Raman e microscopia de força atômica (AFM), indicaram a eficiência no processo de obtenção de nanocompósitos através das técnicas LB e LbL. Mais especificamente, os resultados espectroscópicos indicaram que as interações das argilas e/ou AuNPsMES, influenciam principalmente nas propriedades condutoras da PAni-ES. Por outro lado, rseultados de difratometria de raio X (XRD) indicaram a formação de nanocompósitos através da intercalação dos materiais nos espaços interlamentares da argila. Análises morfológicas por AFM revelaram que a sinergia entre os materiais favorece a obtenção de filmes menos rugosos e homogêneos. Os filmes nanoestruturados em diferentes arquiteturas foram avaliados como unidades sensoriais, através de métodos eletroquímicos por voltametria cíclica (VC) e voltametria de onda quadrada por redissolução anódica (SWASV). Visando à aplicação para área ambiental na detecção de íons metálicos de cobre, chumbo e cádmio (Cu2+, Pb2+ e Cd2+). A inserção das nanopartículas de ouro tioladas (AuNPs.MES) favoreceram em um aumento na condutividade dos filmes, promovendo melhor atividade catalítica para os sensores. Consequentemente, aumentando a sensibilidade e atingindo menores valores de limite detecção (LD), quando compacto aos filmes ausentes de nanopartículas de ouro / In this work, nanocoposites of polyaniline emeraldine salt (PAni-ES), organophilic montmorillonite clay (MMTO) and sodium (Na+-MMT) and gold nanoparticles (AuNPs) were obtained through the techniques of Langmuir-Blodgett (LB) and Layer-by-Layer (LbL). The materials were deposited on various solid substrates and characterized by spectroscopic and microscopic methods, in order to ascertain the interaction and synergy between the materials involved. Satisfactory results were obtained by the methods of characterization of the films by ultraviolet visible (UV-vis), Fourrier transform Infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy and atomic force microscopy (AFM), showing the efficiency in the process of obtaining nanocomposites through the LbL and LB techniques. In general, the results demonstrated influences the properties of the clays in the PAni-ES altering the condutivity thereof. Although the clays decreased the conductive properties of PAni-ES, but still is a good feature observed the presence of clays decreased the conductive properties of PAni-ES, but still is a good feature observed the presence of clay in the nanocomposite films to maintain their properties during electrochemical processes. Morphological analysis by AFM shows interesting characteristics for the films of polymer-clay nanocomposites, with less rough and consequently thinner films. The nanostructure films were evaluated how sensing unit from the electrochemical methods, by cyclic voltammetry (CV) and square wave anodic stripping voltammetry (SWASV). Aiming the application for the environmental area to detect metal ions of copper, lead and cadmium (cu2+, Pb2+ e Cd2+). The insertion of tiolateds gold nanoparticles (AuNPs) favors the increase in conductivity of the films, thus promoting the catalytic activity of the sensors. Consequently increase the sensibility and lower limit of detection when compare to the films absent of gold nanoparticles

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:20:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-22. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:20Z : No. of bitstreams: 1 000858611.pdf: 2679098 bytes, checksum: d0dfcc7824034a1a7eafcf61822f4473 (MD5) / Nos últimos anos, a tecnologia de Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) tem atraído crescente atenção dos meios acadêmicos e industrial devido a seu enorme potencial em diversos campos de aplicação. Atualmente, em grande parte dos estudos em RSSFs, a rede é assumida a abranger um grande número de dispositivos sensores estáticos dispersos sobre uma área de interesse, formando uma rede de comunicação com área de cobertura fixa. Como uma extensão de capacidade de RSSFs, a mobilidade de componentes e dinamismo da rede apresentam uma interessante nova cadeia de aplicações, definida neste trabalho como Rede Dinâmica de Sensores Sem Fio (RDSSF). O desafio inicial das RDSSFs é analisar se esta dinâmica imposta à rede será suportada, uma vez que o protocolo de rede usando deve atender os requisitos para estas novas aplicações, como formação de rede e auto-organização, gerenciamento de comunicação com frequentes entradas e saídas de dispositivos da rede, descoberta de rotas de transmissão de dados com a mobilidade dos nós, entre outras características. Visando superar estes obstáculos, protocolos específicos de comunicação sem fio têm sido desenvolvidos para atender aplicações com mobilidade de dispositivos em RSSFs. Entretanto, estes protocolos específicos limitam o desenvolvimento de RDSSFs por se tratar de soluções pontuais e proprietárias ao invés fr dr utilizar um protocolo padronizado para interoperabilidade. Neste contexto, este trabalho apresenta uma análise de viabilidade de utilização do protocolo ZigBee em aplicações de RDSSF. Um levantamento de características e requisitos de aplicação, bem como uma discussão das vantagens e limitações relativos à adoção do protocolo ZigBee em RDSSFs são apresentados. Uma metodologia de projeto e desenvolvimento de RDSSF ZigBee é proposta com a finalidade de auxiliar em novas aplicações desta tecnologia. Além disso uma validação experimental desta... / The wireless sensor network (WSN) technology has attracted increasing attention considering its potential in many application fields. In most studies on WSNs, the network is assumed to cover a large number of static devices over a fixed coverage area. As an extension of WSN capacibilities, the devices mobility and network dynamism provide a new chain of interesting applications defined as Wirelles Dynamic Sensor Network (WDSN). The initial challenge in WDSN is to investigate whether this dynamic imposed on the network will be supported, once the used network protocol must meet the requirements for WDSN applications such as network formation and self-organization, communication management with the input and output devices on the network, route discovery and data transmission with node mobility, among other characteristics. In order to overcome these issues, specific wireless protocols have been developed to meet applications with devices mobility in WSN. However, these specific protocols limit the development of WSN since they are isolated and proprietary solutions, instead of using a standardized protocol for interoperability. In this context, this work presents a feasibility analysis of ZigBee protocol for WDSN applications. A survey of application features and requirements, as well as a discussion of advantages and limitations, regarding adoption of the ZigBee protocol in WDSN are presented. A design and development methodology of ZigBee WDSN is proposed in order to assist in new applications of this technology. Furthermore, an experimental validation using ZigBee protocol devices proves the WDSN potential

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-04-18Bitstream added on 2014-06-13T20:14:09Z : No. of bitstreams: 1 alves_wf_me_ilha.pdf: 1433829 bytes, checksum: a943917579b446bdda0a60c39b776c49 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A mistura de um ou mais polímeros é muitas vezes uma alternativa de se obter um novo material que apresente propriedades desejáveis não encontradas nos componentes individuais. No caso da mistura de polímeros condutores com polímeros isolantes convencionais, tem-se como resultado, em geral, uma blenda como um terceiro material que apresenta boa propriedade mecânica e condutividade elétrica alta que potencializam aplicações como dissipadores de cargas eletrostática, blindagem eletromagnética entre outras. A polianilina (Pani) e sua derivada poli(ometoxianilina) (POMA) destaca-se entre os polímeros condutores devido à sua ampla faixa de propriedades elétricas, eletroquímicas e ópticas associadas à estabilidade química em condições ambientais e facilidade de síntese. Embora a POMA apresente menor condutividade elétrica em relação a Pani, ela tem a vantagem de ser solúvel em uma variedade maior de solventes. Neste trabalho, filmes de blendas de Poliuretano (PUR) derivada do óleo de mamona e POMA foram obtidos pelo método casting (filmes auto sustentáveis) e também sobre eletrodos digitalizados pelo método de spin coating. Foi essencial a utilização do clorofórmio como solvente durante a preparação das blendas. Os filmes foram caracterizados usando as técnicas de UV-vis-NIR, FTIR, DSC, Raios X e espectroscopia de impedância. Os espectros UV-Vis-Nir e FTIR das blendas apresentaram as mesmas bandas características da POMA no estado não dopado. A capacitância foi medida no intervalo de 100 a 10MHz em soluções de sacarose, NaCl, HCL e água pura. Os valores das capacitâncias dependeram tanto da concentração das soluções como do conteúdo de POMA na blenda. As diferenças entre os valores da capacitância para as diferentes soluções foram maiores para as blendas proporcionalmente com maiores conteúdos de POMA. Os resultados das técnicas... . / The incorporation of conducting polymer into a conventional polymer matrix has received considerable attention in the last decade because of the possibility of combining the good processability and mechanical performance of the conventional polymer with the electrical an optical properties of conducting polymer. Among conducting polymers, polyaniline (PANI) and its derivated has been extensively used because of the low cost of raw material, ease of synthesis and environmental stability. Although the poly(o-methoxyaniline) (POMA) show less electric conductivity than PANI, it has the advantage of being soluble in higher variety of solvent. In this work, flexible films from blends of polyurethane based of castor oil (PUR) and POMA with different composition were obtained by casting (free-standing). Films were also obtained on glass substrate content gold interdigited electrodes by spin coating (sensors). The free-standing films were characterized by UV-vis-NIR spectroscopy and capacitance measurement. Chemical reaction between POMA and Polyurethane was observed by FTIR spectrum analyses. The glass transition temperature of the blend shifted to lower temperature as the POMA content was increased. The X-ray diffraction spectrum showed the POMA phase formation in the blend to high content of POMA. The UV-Vis-NIR absorption spectra showed that chemical reaction between the polymers not affect the electronic transition of the conducting polymer. Different type of aqueous solution of NaCl, HCl, sucrose and pure water could be distinguish thorough capacitance measurement. The capacitance values are dependent of POMA content. As higher is the content of POMA more sensible is the sensor.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-06-21Bitstream added on 2014-06-13T19:20:42Z : No. of bitstreams: 1 queiroz_cas_dr_botfca.pdf: 1726024 bytes, checksum: 883933fa5f6f17b9dfa145a7d0f78e8c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / As florestas plantadas de eucalipto no Brasil representam grande importância ambiental, social e econômica, além de possuírem o maior potencial de produção florestal do mundo. Contudo, em meio aos tratos culturais dessas florestas, as aplicações de herbicida ainda apresentam-se pouco desenvolvidas em relação ao manejo de plantas daninhas nos plantios, principalmente no que diz respeito à quantidade de herbicida que é aplicada para efetivo controle das infestações. Logo, visando trazer benefícios à tecnologia de aplicação de herbicida no setor florestal, o presente trabalho teve como objetivos: (i) desenvolver e avaliar um pulverizador destinado à aplicação de herbicidas em florestas plantadas de eucalipto, capaz de efetuar aplicação de dose variada em tempo real, proporcionada por um sistema eletrônico de controle comandado por sensores ópticos (Weedseeker ); (ii) avaliar um sistema alternativo de detecção de plantas daninhas por meio de análise de imagens. O pulverizador desenvolvido foi constituído por duas barras aplicadoras que proporcionam o fracionamento da dose de herbicida, sendo uma munida de seis sensores e válvulas solenóides que possibilitam a aplicação localizada, realizada de maneira independente por 6 pontas de pulverização, e outra dotada de quatro pontas que são utilizadas para a aplicação de doses constantes em 100% da área. Em relação ao pulverizador desenvolvido foram avaliados, em comparação a um pulverizador de barra compacta protegida convencional, dados de consumo de calda, controle de plantas daninhas utilizando-se diferentes fracionamentos de dose de herbicida, dados referentes a funcionalidade a campo, resistência estrutural, desempenho operacional e custos das pulverizações. Em relação ao sistema alternativo de detecção de plantas daninhas por análise de imagens, foram avaliados dados... / The Brazilian planted forests of Eucalyptus represent great environmental, social and economic importance, besides having the greatest potential of production in the world. However, among the maintenance activities of these forests, the herbicide application is an activity not very developed, mainly about the right amount of herbicide to apply. Therefore, aiming to obtain benefits to application technology of herbicides in forestry, this study had as objectives: (i) to develop and to evaluate a sprayer destined to the commercial application of herbicides in planted forests of Eucalyptus, able to apply on line variable rate provided by a sensor system, assigned optic sensor (Weedseeker ); (ii) to evaluate an alternative system of weed detection based on image analysis. The developed sprayer is constituted by two booms that provide the variable dose application. One of them armed of six sensors and solenoids valves that permit the site-specific application by each nozzle and the other one armed of four nozzles that are used to the application of constant dose on 100% of the applied area. In relation to the developed sprayer it was evaluated in comparison to a conventional sprayer, data of mixture amount spent, weed control at variable doses application, structural functionality, structural resistance, working performance and costs of the herbicide application. The referring tests to the image sensor system, it was evaluated data that represent the capacity of the system in detecting plants with different foliage area and architecture of leaves in three different surfaces. The results showed that the developed sprayer provided 24,1% of herbicide economy without reducing the weed control. The new structure of the sprayer became adapted to the conditions of planted forests of Eucalyptus and the profit, in comparison to the conventional sprayer, was obtained... (Complete abstract, click electronic access below)

Resumo

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:34:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-10-22Bitstream added on 2014-06-13T19:24:01Z : No. of bitstreams: 1 lotufo_fa_dr_guara.pdf: 770948 bytes, checksum: 85cf3f28deae1f6244636a7884900791 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta uma metodologia para desenvolvimento de sensores virtuais capazes de inferir variáveis de processos altamente não lineares e variantes no tempo. A metodologia proposta emprega modelagem nebulosa de sistemas dinâmicos complexos, em que a parte antecedente das regras emprega a técnica de agrupamento (clusterização) de Gustafson-Kessel (product space clustering), e os parâmetros da parte conseqüente das regras são estimados utilizando-se o algoritmo dos mínimos quadrados recursivos, com fator de esquecimento variável. O algoritmo proposto foi avaliado por meio de um modelo virtual implementado em ambiente Matlab®/Simulink® para o processo de neutralização de pH, amplamente utilizado pela literatura técnico-científica para investigação de algoritmos de identificação, controle de processos e simulação de sistemas não lineares e variantes no tempo. O algoritmo de identificação nebulosa proposto e implementado neste trabalho, utilizado como sensor virtual de pH, forneceu resultados muito coerentes, quando comparado com outras técnica de modelagem da literatura, no tocante ao tempo de resposta, erro de predição, capacidade de adaptação e número de amostras necessárias à fase de treinamento / The design of a virtual sensor involves the choice of variables to be measured and the choice of a method for obtaining the model. This paper presents a methodology for developing virtual sensors capable of inferring process variables highly nonlinear and time varying. The proposed methodology employs fuzzy modeling of complex dynamic systems in which the antecedent part of rules employs the technique of clustering Gustafson-Kessel (product space clustering), and the parameters of consequent part of rules are estimated using the algorithm of the minimum recursive squares with variable forgetting factor. The algorithm was evaluated through a virtual model implemented in Matlab®/Simulink® for the pH neutralization process, widely used by scientific and technical literature to investigate the identification algorithms, process control and simulation of nonlinear systems and variants in time. The fuzzy identification algorithm proposed and implemented in this work, used as a virtual sensor of pH, provided very interesting results when compared with other modeling technique of the literature regarding the response time, error prediction, adaptive capacity and number of samples necessary for the training phase

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:22Z : No. of bitstreams: 1 000825496_20160314.pdf: 89444 bytes, checksum: a7d4704dc3c9f4ec144ba91ce5b947b0 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-03-14T11:16:22Z: 000825496_20160314.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-14T11:17:04Z : No. of bitstreams: 1 000825496.pdf: 10357853 bytes, checksum: c8f8295e8f37b2fae30a0285b242c45d (MD5) / Sensores de gases são tecnologias baseadas em materiais que apresentam mudança em alguma propriedade física mensurável que varia com a presença de um gás analito, de forma que a variação na propriedade pode ser relacionada a presença e concentração do gás analisado. A busca por materiais capazes de possibilitar a construção de sensores mais eficientes, assim como o estudo da natureza dessas interações foi a principal motivação desse trabalho. O trabalho consistiu em realizar uma modificação superficial em estruturas de monóxido de estanho com duas morfologias distintas, por meio da deposição de nanopartículas de metais nobres (Pt, Pd, Ag) na sua superfície (decoração superficial), e estudar o efeito catalítico proporcionado por esse tipo de modificação. Os materiais de monóxido de estanho foram sintetizados por meio da redução carbotérmica em atmosfera inerte e os materiais com morfologias distintas foram separados por meio de decantação. Para a decoração, utilizou-se o método químico redutivo self-assembly em que as estruturas foram adicionadas a dispersões de nanopartículas dos metais de interesse, e submetidas a um programa de aquecimento. As dispersões de nanopartículas metálicas foram preparadas pelo processo de redução poliol, em reações de redução a partir de sais, com Etilenoglicol e PVP. As análises por SEM e TEM mostraram que as partículas se depositaram sobre a superfície das estruturas das nanoestruturas, de forma dispersa. A caracterização elétrica simultânea das estruturas puras e modificadas em atmosfera de ar sintético e com H2, NO2 e CO permitiu o estudo destas como sensores de gases. Observou-se variações na resistividade das estruturas modificadas e puras assim como diferenças na sensibilidade para esses gases indicando que os metais atuaram como catalisadores para a interação com os gases redutores (CO e H2) e como... / Gas Sensors are technology based on materials that have a measurable physical propriety that changes in the presence of a specific gas. The search for materials that will allow the design of efficient gas sensors, and allow the understanding of those interactions were the main motivation behind this study. The project consisted in the functionalization of the surface of tin monoxide based materials with noble metals nanoparticles (Pt, Pd and Ag) and study the effect caused by this kind of surface modification. The tin monoxide materials were synthetized by carbothermal reduction, in inert atmosphere conditions. The surface modification was achieved by a wet chemical rout, by adding metallic nanoparticles dispersions to the oxides and submitting the mixture to a thermal treatment. The metallic nanoparticles dispersions were synthetized by the poliol reduction process, through chemical reduction reactions using the correspondents' salts, ethylene glycol and PVP as precursors. SEM and TEM analysis of the modified structures indicate that the nanoparticles were deposited over the oxides surface, with good dispersion. Electrical characterization on both pure and modified structures in synthetic air and in the presence of multiple gases (NO2, H2 and CO) allowed the characterization of the samples as gas sensors. There were differences in the electrical characteristics of the different samples and their sensitivities were altered by the surface modification, indicating that the nanoparticles were acting as catalysts in the interaction of the oxide with reducing gases (H2 and CO) and as deactivators in the interaction with NO2, suggesting that chemical and electrical sensitization are happening. Electrochemical Impedance Spectroscopy was used to further investigate those processes, so that a model for the effects caused by the modifiers could be proposed.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-17. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:46:13Z : No. of bitstreams: 1 000846494_20151130.pdf: 295725 bytes, checksum: 5785fdf104db093944d9b20892296ece (MD5) Bitstreams deleted on 2015-11-30T11:02:02Z: 000846494_20151130.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-11-30T11:02:38Z : No. of bitstreams: 1 000846494.pdf: 2228811 bytes, checksum: 43d6a515dfa82b4780cf1d3a70cc60d3 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os complexos multinucleados de manganês têm ganhado notoriedade pela possibilidade de mimetizar o mecanismo do complexo de evolução de oxigênio do fotossistema II, além da grande importância catalítica com processos de transferência eletrônica de multietapas. Estas propriedades dos complexos multinucleados tornam interessante estudar os processos eletroquímicos em eletrodos modificados para aplicações como sensores químicos. Dessa forma, este trabalho de dissertação teve como objetivo sintetizar e caracterizar complexos oxo-manganês contendo diferentes ligantes ([MnIV(μ-O)(salpn)]2 e [MnIII/IV(μ-O)(phen)2]2(ClO4)3) buscando características estruturais, cinéticas e catalíticas semelhantes à complexos biomimetizadores de centros ativos enzimáticos para posterior aplicação eletroanalítica no desenvolvimento de sensores biomiméticos e determinação de espécies de interesse analítico. Primeiramente, os estudos com o complexo oxo-manganês-Schiff [MnIV(μ-O)(salpn)]2 deram-se através da síntese do ligante precursor Salpn e do complexo. Estes por sua vez foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de absorção na região do UV-Visível, Infravermelho e luminescência. Diferentes técnicas eletroquímicas foram utilizadas a fim de investigar e compreender qualitativamente o comportamento eletroquímico do complexo [MnIV(μ-O)(salpn)]2 em solução. A construção de um eletrodo modificado baseado no [MnIV(μ-O)(salpn)]2-Nafion®/Pt foi realizada, porém, os estudos eletroquímicos não se mostraram promissores, devido a perda de sinal analítico por consequência da baixa solubilidade do complexo na etapa de imobilização. Por fim, a atividade eletrocatalítica e biomimética do complexo [MnIV(μ-O)(salpn)]2 em solução frente a redução de peróxido de hidrogênio pôde ser investigada com sucesso oportunizando importantes parâmetros cinéticos relacionados a biomimetização de... / Multinucleate manganese complexes have gained notoriety due its ability to mimic the mechanism of oxygen evolution complex of photosystem II, besides the great catalytic importance with processes of electronic transfer of multistage. These properties of multinucleated complexes make them interesting to study the electrochemical processes in modified electrodes for applications such as chemical sensors. In this way, this dissertation aimed to synthesize and characterize oxo-manganese complexes containing different ligands ([MnIV(μ-O)(salpn)]2 and [MnIII/IV(μ-O)(phen)2]2(ClO4)3) looking for structural, kinetic and catalytic characteristics similar to biomimicking complexes of enzymatic active center for subsequent electroanalytical application in the development of biomimetic sensors and determining species of analytical interest. First, studies with oxo-manganese-Schiff complex [MnIV(μ-O)(salpn)]2 is given through the synthesis of the Salpn ligand and then of the complex. These in turn were characterized with efficiency by scanning electron microscopy, UV-Vis spectrophotometry, infrared spectroscopy and luminescence. Different electrochemical techniques were used to investigate and qualitatively understand the electrochemical behavior of [MnIV(μ-O)(salpn)]2 complex in solution. The construction of a modified electrode based on [MnIV(μ-O)(salpn)]2-Nafion®/Pt was performed, however, the electrochemical studies were not promising, due to loss of analytical signal as consequence of the low solubility of complex in the immobilizing step. Finally, the electrocatalytic and biomimicking activity of [MnIV(μ-O)(salpn)]2 complex in solution compared to the reduction of hydrogen peroxide could successfully be investigated providing promising results in biomimicking enzymatic active centers of the Mn-containing catalase enzyme. The oxo-manganese-phenanthroline complex [MnIII/IV(μ-O)(phen)2]2(ClO4)3 was ... / FAPESP: 2013/10469-6

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-17Bitstream added on 2014-12-02T11:21:00Z : No. of bitstreams: 1 000794151.pdf: 2726744 bytes, checksum: 0e0b03c252d9dd9acc7b80f045202ade (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica (INEO) / Nas últimas décadas, a preocupação com os níveis de emissão de gases nocivos tem aumentado consideravelmente, levando os pesquisadores a desenvolver novos materiais, dispositivos e tecnologias para o seu controle. Neste vasto campo, os sensores feitos à base de camadas poliméricas condutoras vêm apresentando resultados promissores, o que pode possibilitar a construção de sistemas de medição e de análises mais eficazes e portáteis. Todavia, dois parâmetros críticos que determinam a função dos dispositivos de polímeros conjugados são sua estrutura química e sua nanoestrutura no estado sólido. As propriedades elétricas destes materiais são drasticamente alteradas devido ao acoplamento eletrônico entre as cadeias poliméricas, que é determinado pelo tipo de empacotamento e conformação no estado sólido. Além disso, os politíofenos possuem características vantajosas comparados aos demais polímeros conjugados, tais como: a facilidade de síntese química e a relativa facilidade de funcionalização de suas cadeias laterais. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi fabricar filmes Langmuir-Blodgett (LB), de derivados alquilados de politiofeno em sua forma regiorregular misturados com ácido esteárico (SA), de forma a obter filmes de boa qualidade, visando uma posterior caracterização elétrica e óptica, com aplicação de composto orgânico voláteis (VOCs). Foram fabricados filmes LB do poli(3-butiltiofeno), poli(3-hexiltiofeno), poli(3-octiltiofeno), contendo diferentes porcentagens de SA em sua composição, pois estes polímeros puros não apresentam boa deposição através da técnica LB. As isotermas de pressão dos filmes foram analisadas de modo a avaliar as características moleculares dos filmes, e determinação dos parâmetros de deposição destes. Estes filmes foram caracterizados opticamente por espectroscopia de absorção. Ultravioleta-Visível, possibilitando avaliar o crescimento dos... / In recent decades, concern about the levels of emission of harmful gases has increased considerably, lealding the researchers to develop new materials, devices and technologies for its control. In this vast field, conductive polymer sensors have shown promising results, which can enable the construction of measurement and analysis systems more effective and portable. However, two critical parameters for organic devices are their chemical structure and their solid nanostructure. The electrical properties of these materials have been drastically altered due to electronic coupling between polymer chains which is determined by the type of packing and conformation in the solid state. Moreover, the polythiophenes possess advantageous characteristics compared to other conjugated polymers such as: ease of chemical synthesis and relative ease of functionalization of their size chains. In this context, the aim of this work was to fabricate Langmuir-Blodgett (LB) films of alkylpolythiophene derivates in its regioregular form mixed with stearic acid (SA), in order to obtain good quality films. These films were optical and electrically characterized, and also tested as active layer of volatile organic compounds (VOCs) sensors. LB films of poly(3-butylthiophene), poly(3-hexylthiophene) and poly(3-octylthiophere) containing different percentages of SA in its composition were fabricated, as these pure polymers don't show quality deposition by LB technique. The pressure isotherms of the films were analyzed to assess their molecular characteristics, and to determinate the deposition parameters. These films characterized optically by absorption spectroscopy Ultraviolet-Visible, allowing the evalution of the films growth and organization at the molecular level. Films morphology was analyzed through topographic images obtained in Atomic Force Microscope. LB films deposited onto interdigitated electrodes were used for investigation of electrical...