Orientador: Rosa Maria Fernandes Scalvi / Banca: Sonia Regina Homem de Mello Castanho / Banca: Maria Cristina Perusi / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em diversos campi da UNESP / Resumo: Propriedades elétricas, ópticas e estruturais de SiO2 na variedade Ametista foram investigadas, utilizando as técnicas de Difração de Raios X, Absorção Óptica e Corrente de Despolarização Termicamente Estimulada (CDTE), tanto com procedimento convencional como Fotoinduzido (CDTEFI). objetivo principal, as técnicas de CDTE buscam a relação entre a relaxação observada, através das bandas de corrente obtidas na despolarização do material, e as impurezas no Quartzo, visto que os cristais de Quartzo mais perfeitos têm traços de ferro, lítio, sódio, potássio, alumínio, manganês e titânio. Adicionalmente às medidas de CDTE, as técnicas de Difração de Raios X e Absorção Óptica foram utilizadas para verificação da estrutura e bandas de aborção do material, respectivamente. Os difratogramas de Raios X mostraram que as amostras utilizadas exibem boa pureza, pois os picos correspondem aos dados catalogados de Quartzo puro. Os dados de absorção óptica permitiram tanta a identificação de bandas de absorção características na Ametista como uma relação com as medidas de CDTE e CDTEFI, ou seja, uma correlação entre as bandas de absorção para determinados comprimentos de onda, e a incidência de luz com comprimentos próximos a essas bandas. Foram realizadas medidas de CDTEFI com variação da potência de incidência do laser de Ar+ da ordem de 250 mW nas linhas de 488 nm. Os resultados das medidas de CDTE, CDTEFI e de Absorção Óptica analisados em conjunto, permitiram comprovar a presença de defeitos formados por íons de Fe3+ e Fe4+ na estrutura da Ametista, bem como sugerir que estes defeitos, além de participarem da estrutura como formadores dos centros de cor, são elementos contribuintes na formação fas bandas de CDTE, fazendo, portanto, com que estas bandas sejam afetadas pela incidência de luz monocromática do laser de Ar+ nas amostras... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Electrical, optical and structural properties of SiO2 in the amethyst form have been investigated, using techniques such as X-ray diffraction, optical absorption and thermally stimulated depolarization current (TSDC) in the conventional procedure as well as in the photo-induced case (PITSDC). Main objective in this work, TSDC techniques aim to analyze the relationship of observed relaxation phenomena, through the obtained current bands in the material depolarization, with quartz impurities, because even the most perfect quartz crystals present traces of iron lithium, sodium, potassium, aluminum, manganese and titanium. In addition to TSDC measurements, X-ray diffraction and optical absortion techniques have been used to verify the structure and the material absorption bands, respectively. X-ray diffractograma show that samples exhibits good purity, since the peaks correspond to published data for pure quartz. optical absorption data allow identifying the characteristics bands of amethyst as well as to relate them with TSDC and PITSDC measurements, which measurements, which means that there is a relationship between an absorption band at some fixed wavelength and light irradiation with wavelengths close to these bands. PITSDC was carried out using an Ar+ laser with varying power of about 250 mW, 500 mW and 610mW tuned at lines 488 nm and 541 nm. TSDC and PITSDC results, along with optical absorption data, when analyzed in conjunction, allow the verification of defects formed by Fe3+ and Fe4+ ions in the amethyst structure, as well as the suggestion that these defects, besides the participation in the amethyst structure as color centers, also play a role in the formation of TSDC bands, contributing for the effect of monochromatic light irradiation of an Ar+ laser on these bands (PITSDC). In this measurement, a redution of up to 71.1% comparede to conventional... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marcelo Ornaghi Orlandi / Banca: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Emerson Rodrigues de Camargo / Resumo: Nanocompósitos são materiais que combinam duas (ou mais) fases sólidas, uma das quais deve possuir dimensões nanométricas, que pode reunir em um único material várias propriedades melhoradas para uma dada aplicação e, portanto, podem permitir a coexistência de propriedades tradicionalmente antagônicas como, transparência e condutividade. O presente trabalho teve como objetivo a obtenção de um nanocompósito polimérico transparente e condutor de polimetilmetacrilato - PMMA com nanofitas do sistema Indium Tin Oxide - ITO. Para isto primeiramente estudou-se a influência da temperatura na síntese das nanoestruturas de ITO e depois de obtida a temperatura de síntese que proporcionou o crescimento de nanofitas de ITO com maior condutividade e maior transparência no espectro visível, estudou-se a influência da inserção destas nanofitas nas propriedades ópticas e elétricas de filmes nanocompósitos de PMMA. Como as nanofitas obtidas são emaranhadas, para a obtenção do nanocompósito foi realizada uma separação prévia das mesmas utilizando duas dispersões distintas: sendo a primeira em um ultrasom convencional e a segunda em uma ponta ultrasônica. Depois de dispersas, as nanofitas foram misturadas ao PMMA comercial dissolvido em concentrações mássicas de 1%, 2%, 5% e 10% de nanofitas. As soluções foram então depositadas sobre substrato de vidro e, depois de secos, os filmes foram destacados. As caracterizações ópticas mostraram que a transmitância no espectro visível dos filmes diminui em função do aumento da quantidade de nanofitas no compósito. Neste estudo, as caracterizações elétricas mostraram que ocorreu percolação das nanofitas no polímero após a inserção de 5% em massa de nanofitas. As imagens de MET para os filmes corroboraram os resultados previstos pelas caracterizações elétricas. Os filmes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nanocomposites are materials which have two or more solid phases, and one of these phases should be in nano-sized scale range. These materials can have several properties increased for special application and it is possible to obtain composites with traditionally antagonistic combinations of properties, such as transparence in the visible range of light and good conductivity. The main goal of this work is obtain a transparent and conductive polymer-based nanocomposite using polymethylmethacrylate - PMMA and ITO (Indium Tin Oxide) nanobelts. To reach this goal it was first studied the influence of temperature on the synthesis of nanostructured ITO. Once the temperature of synthesis was optimized to ensure the growth of ITO nanobelts with both good conductivity and good transparency in the visible spectrum, we studied the influence of ITO nanobelts on the electrical and optical properties of nanocomposites of PMMA. Because the synthesized nanobelts are entangled each other, to obtain the composite it was realized a separation of them using two different ways; first using a conventional ultrasound and after an ultrasonic tip. Then, nanobelts were mixed with commercial PMMA dissolved in THF 10% in mass concentrations of 1%, 2%, 5% and 10%. So, the solution was deposited over a glass substrate by casting. The results showed that films transmittance in visible range decreases by increasing the amount of nanobelts. The electrical characterization showed that percolation occurred after 5%wt of filler. TEM images of composites corroborate the results provided by the electrical measures. The films prepared using both dispersions had the same transmittance in the visible spectrum, despite of the films obtained by dispersing the nanobelts in ultrasonic tip had a lower electrical resistance. Thus it can be concluded that the dispersion by ultrasonic... (Summary complete electronic access click below) / Mestre

Resumo: Neste trabalho foram estudadas as propriedades elétricas e dielétricas de um compósito à base de poliuretano derivado de óleo de mamona (PU) e negro de fumo (NF). As amostras de PU/NF foram preparadas com quantidades fixas de prépolímero e poliol (seguindo uma fração 10/7 em massa) e com diferentes quantidades de NF. Medidas de espectroscopia de impedância permitiram analisar as propriedades elétricas do compósito em campo elétrico alternado em diferentes temperaturas, enquanto que, o método de quatro pontas foi utilizado para calcular a condutividade dc das diferentes amostras. Neste trabalho, também, foi desenvolvido um modelo estatístico bidimensional de redes de resistores e capacitores que gera a estrutura morfológica e calcula a condutividade alternada do compósito PU/NF a partir de uma técnica de matriz de transferência proposto por Derrida . As curvas da permissividade real e imaginária em função da frequência para amostras de PU/NF com diferentes proporções de NF demonstraram o mesmo comportamento qualitativo, ou seja, possuindo maiores valores para baixas frequências e altas temperaturas e decrescendo com aumento da frequência. As medidas de permissividade dielétrica imaginária apresentaram picos de relaxação devido ao processo de polarização interfacial entre o negro de fumo e a matriz polimérica. No entanto, esses picos são mais pronunciados quando se utiliza o módulo elétrico, que minimiza os efeitos de condução dc. O modelo estatístico reproduziu bem os dados experimentais obtidos das medidas de espectroscopia de impedância. A partir dos ajustes teórico-experimentais pode-se observar que a condutividade elétrica para a amostra 99/01 ocorre predominantemente por condução eletrônica nas regiões isolantes, obedecendo ao modelo modificado de Abrahams e Miller. Entretanto, para as amostras 95/05 e 90/10 o modelo de Abrahams e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work we investigated the electrical properties of the polyurethane derived from castor oil (PUR) and carbon black (CB) composite. Samples of PUR/CB were prepared by fixed quantities of the pre-polymer and polyol (following a ratio of 10/7 by weight) and mixing different amount of the CB. Measurement of impedance spectroscopy was used to analyze the transport properties of the composite as function of applied electric field at different temperatures. The method of four probes was used to measurement the dc conductivity of the PUR/CB composites. A statistical model two-dimensional was developed based on networks of resistors and capacitors that generates the morphological structure and calculates the alternating conductivity of the PUR/CB composite using a transfer matrix technique proposed by Derrida et al. The plots of real and imaginary permittivity as a function of frequency for the samples of PUR/CB with different amount CB showed the same qualitative behavior with higher values for low frequencies and high temperatures. Measurement of imaginary dielectric permittivity showed peaks due to the process of interfacial polarization relaxation between the carbon black and polymeric matrix. However, these peaks are more pronounced when using the electrical modulus, which minimizes the effects of dc conduction. The statistical model reproduced well the experimental data obtained from the measurement of impedance spectroscopy. From theoretical and experimental settings it can be observed that the electrical conductivity for the 99/01 sample is predominantly by electron conduction in the insulating regions, in according at modified model of Miller and Abrahams. However, for samples 95/05 and 90/10 model of Abrahams and Miller dominates at low frequencies (below 103 Hz) and the Drude model is predominant in the higher frequency (above 104 Hz). / Orientador: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Coorientador: Haroldo Naoyuki Nagashima / Banca: José Antônio Malmonge / Banca: Rodrigo Fernando Bianchi

Orientador: Cláudio Luiz Carvalho / Banca: Rafael Zadorosny / Banca: Carlos Yujiro Shigue / Resumo: Com a descoberta dos supercondutores de alta temperatura crítica na década de 80, as propriedades elétricas desses materiais passaram a ser intensamente estudadas, principalmente por meio do processo de dopagem. Desta forma, este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos da dopagem nas propriedades elétricas do sistema supercondutor BSCCO com fórmula estequiométrica Bi1,6Pb0,4Sr2-xRExCa2Cu3O10+δ, por meio da substituição do elemento terra rara (RE), lantânio (La), em sítios de Sr, onde 0≤x≤2,0, em intervalos de 0,5. As soluções precursoras foram preparadas baseadas no método de Pechini, obtendo-se uma resina polimérica submetida a tratamento térmico de 200oC/10h, resultando em um material na forma de pó, o qual foi levado novamente a tratamento térmico entre 400oC a 810oC. Com o pó, foram preparadas pastilhas, submetendo-as a um novo tratamento térmico de 810oC/+31h. Para se conhecer as principais características das amostras, foram feitas a caracterização estrutural por meio da técnica de Difratometria de Raios X (DRX) para todos os tratamentos térmicos realizados; a caracterização elétrica, pelo método de quatro pontas dc; para a caracterização morfológica e química, a técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), juntamente com a técnica de Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDX); e medidas magnéticas ac e dc para a caracterização magnética das amostras. Os resultados apontaram uma degradação das propriedades de supercondução, além de mudanças estruturais, morfológicas e magnéticas com o aumento da concentração de dopante / Abstract: With the discovery of high critical temperature superconductors in the 80, the electrical properties of these materials became intensively studied, mainly through the doping process. Thus, the objective of this work was the study of the effects of doping on the electrical properties of BSCCO superconducting system with stoichiometric formula Bi1,6Pb0,4Sr2-xRExCa2Cu3O10+δ, by the substitution of rare earth element (RE), lanthanum (La) in the sites of Sr, where 0 ≤ x ≤ 2.0, in interval of 0.5. The precursor solutions were prepared based by Pechini method, obtaining a polymer resin subjected to heat treatment at 200° 10h, which results in a material in C/ a powder. In sequence, futher heat treatments between 400oC to 810oC were made. With the powder were prepared bulks by subjecting them to a new heat treatment at 810° C/+31h. To know the main characteristics of the samples, structural characterization were made by the technique of X-Ray Diffraction (XRD) for all heat treated samples; the electrical characterization was made by the dc four probe method; for the morphological and chemical characterization by the technique of Scanning Electron Microscopy (SEM), together with the technique of Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX); and ac and dc magnetic measurements to magnetic characterization of the sample. The results shown a degradation of superconducting properties, as a consequence of structural, morphology and magnetic changes with the dopant concentration increase / Mestre

Orientador: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Banca: Luiz Francisco Malmonge / Banca: Dante Luis Chinaglia / Resumo: Compósitos poliméricos condutores, também chamados de polímeros condutores extrínsecos, têm sido alvo de intensa pesquisa científica devido ao seu grande potencial de aplicação nos mais diversificados setores industriais. Esses materiais combinam as características de um polímero (leveza, flexibilidade, fácil processamento) com as de cargas condutoras (alta condutividade). O poliuretano derivado de óleo de mamona (PUR) é um polímero obtido pela mistura de pré-polímero e poliol (derivado de óleo de mamona) que apresenta grande potencial para ser utilizado como matriz polimérica em compósitos. Ele possui propriedades equivalentes aos dos poliuretanos (PU) convencionais e tem como vantagem ser um polímero biodegradável e proveniente de fonte renovável. Em relação às cargas condutoras, o negro de fumo (NF) é um dos materiais mais utilizados para esse fim, enquanto que pouco se encontra na literatura sobre o carvão ativado nano em pó (CANP), mesmo possuindo estrutura semelhante e maior condutividade que o NF. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo viabilizar os processos de síntese e fazer a caracterização elétrica dos compósitos poliuretano derivado de óleo de mamona/carvão ativado nano em pó (PUR/CANP) e poliuretano derivado de óleo de mamona/negro de fumo (PUR/NF) na forma de filmes pelo método "casting", mantendo fixa a razão pré-polímero/poliol e variando a fração de volume de CANP e NF. A análise térmica foi feita por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), o estudo da condutividade dc e ac foram feitas pelo Método de Duas Pontas (tensão x corrente) (MDP) e pela técnica de Espectroscopia de Impedância Elétrica (EIE), respectivamente, e a análise morfológica foi feita em Microscópio Eletrônico de Varredura com canhão de elétrons por... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Conductive polymer composites, also called extrinsic conducting polymers, has been the subject of intense scientific research due to its great potential for industrial application. These materials combine the characteristics of a polymer (lightness, flexibility, easy processing) with the conductive fillers (high conductivity). The castor oil based polyurethane (PUR) is a polymer obtained from pre-polymer and polyol (based castor oil) mixing which has great potential to be used as matrix polymer in composites. It has properties equivalent to those of conventional polyurethane (PU) and has the advantage of being a biodegradable polymer and from a renewable source. In relation to conductive fillers, carbon black (CB) is one of the most widely used materials for this purpose, while in the literature there are few data about activated carbon nanopowder (ACNP), despite having similar structure and that the higher conductivity than CB. In this context, this work aims to provide the synthesis processes and electrically characterize of composite castor oil based polyurethane/activated carbon nanopowder (PUR/ACNP) and castor oil based polyurethane/carbon black (PUR/CB) in the form of films by casting, keeping the ratio pré-polímero/poliol fixed and varying the volume fraction ACNP and CB. The sample were characterized using Differential Scanning Calorimetry (DSC), Two Points Method (voltage x current) (TPM), Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) and Scanning Electron Microscope with electron gun for field emission (FEG-SEM). DSC results showed that the glass transition temperature (Tg) of composites do not depend of type or volume fraction of conductive fillers. The results of electrical analysis showed that the samples of PUR/CB have lower percolation threshold than those of PUR/ACNP (20% vs. 40%). This result is due the distribution... (Summary complete electronic access click below) / Mestre