Submitted by DIEGO ROSSI null (rossi_diego@ig.com.br) on 2016-02-16T18:58:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação D.Rossi - FINAL.pdf: 4611767 bytes, checksum: 71f830e143f447c9e962c2305462a623 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-02-17T16:11:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rossi_d_me_bauru.pdf: 4611767 bytes, checksum: 71f830e143f447c9e962c2305462a623 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-17T16:11:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rossi_d_me_bauru.pdf: 4611767 bytes, checksum: 71f830e143f447c9e962c2305462a623 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Este trabalho tem por finalidade a deposição de filmes finos de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) e de filmes finos de carbono amorfo hidrogenado com silício (a-C:H:Si). Analisar a incorporação gradativa de cloro nos filmes, tornando-os clorados (a-C:H:Cl e a-C:H:Si:Cl). As técnicas utilizadas para a deposição dos filmes foram: (i) a deposição à vapor químico assistido por plasma (PECVD) e (ii) implantação iônica por imersão em plasma (PIIID). Os filmes foram produzidos a partir de misturas de vapores de propanol, CH3(CH2)2OH, vapores de tetrametilsilano, Si(CH3)4, vapores de clorofórmio, CHCl3, e argônio, Ar, respectivamente monômero 1, monômero 2, comonômero e gás plasmogênico. O aumento do clorofórmio na alimentação do reator acarretou em mudanças nas estruturas químicas do material depositado e também alterações nas suas características ópticas. Para averiguar as modificações nas propriedades ópticas dos filmes foram calculados o coeficiente de absorção, o índice de refração e o gap óptico com base em espectros de transmitância óptica na região do Ultravioleta, Visível e Infravermelho Próximo, (Uv/Vis/NIR). As modificações nas estruturas químicas dos filmes foram analisadas por espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier, FTIR, visando revelar os grupos químicos presentes nos filmes. Espectroscopia de fotoelétrons de raios X, (XPS), foi a técnica utilizada para desvendar a composição química elementar dos filmes e a 6concentração dos elementos presentes. As características de molhabilidade dos filmes foram medidas em um goniômetro, através da análise da interação da gota de um fluído com a superfície dos filmes. Espessuras medidas por perfilômetria foram comparadas a valores teóricos provenientes das constantes ópticas. Os resultados do XPS demonstraram a presença de cloro nos filmes, a concentração máxima obtida foi de ~ 8% at. Houve um aumento na taxa de deposição dos filmes em função do aumento da proporção de clorofórmio na entrada do reator. O ângulo de contato apresentou-se em torno de 75° para os filmes aC:H:Cl e em torno de 80° para os filmes a-C:H:Si:Cl. As análises ópticas Uv/Vis/NIR apresentaram índice de refração de ~1.5, calculadas por modelos computacionais iterativos, o gap de Tauc aumentou de 1,9 eV para 2,5 eV para filmes finos a-C:H clorados. / Thin hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) and (a-C:H:Si) films were produced and the gradual incorporation of chlorine turn into a-C:H:Cl films and aC:H:Si:Cl films. The a-C:H:Cl and a-C:H:Si:Cl films were produced by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) from mixtures of vapor of propane, CH3(CH2)2OH, tetramethylsilane, Si(CH3)4, chloroform, CHCl3, and argon gas, Ar; respectively monomer 1, monomer 2, comonomer and argon gas. The increase of chloroform in the film composition resulted in changes in the chemical structure of the material and also changes in its optical characteristics. To investigate the changes in the optical properties of the films, the absorption coefficient, refractive index and band gap were calculated from optical transmittance spectra in the Ultraviolet, Visible and Near Infrared (Uv/Vis/NIR) regions. The modifications in chemical structures of the films were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy FTIR. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was the technique used to measure the chemical composition of the films. The wettability characteristics were measured using a goniometer, through the analysis of the interaction of a fluid drop on the surface of the films. Film thicknesses were measured using perfilometry and compared with theoretical values derived from optical data. The XPS results showed chlorine in the film, and the maximum concentration was about 8% at. There was an increase in the deposition rate as 8chloroform proportion reactor inlet was added. The contact angle showed around 75° to a-C:H:Cl films and around 80° to a-C:H:Si:Cl films. The optical analyses Uv/Vis/NIR showed refractive index of ~1.5, calculated for interactive computer models. The Tauc band gap increased from 1,9 eV to 2,5 eV for a-C:H chlorinated films.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-23Bitstream added on 2015-03-03T12:06:41Z : No. of bitstreams: 1 000807295.pdf: 3583048 bytes, checksum: fdee183b1980bd367edef326f55c9425 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho investigou-se o uso de diversos materiais e arquiteturas de filmes finos na produção de dispositivos eletrônico-orgânicos para aplicações sensoriais em meio aquoso. Foram estudados dispositivos orgânicos do tipo capacitor MIS (metal-isolante-semicondutor), transistores de efeito de campocom eletrólito no gate (EGOFETs, na sigla em inglês) e transistores eletroquímicos (OECTs, na sigla em inglês). Diversos dielétricos como poliestireno (PS), poli(metilmetacrilato) (PMMA), poli(vinilideno fluoreto-co-trifluor eltileno) (PVDF-TrFE) e poli(fenil-metilsilsesquioxano) (PSQ) foram avaliados na produção de capacitores MIS contendo poli(3-hexiltiofeno) (P3HT) como semicondutor com o objetivo final de produzir transitores de efeito de campo sensíveis a íons (ISOFETs, na sigla em inglês). Capacitores MIS com boas propriedades elétricas puderam ser obtidos utilizando PS/P3HT, entretanto, resultados indicaram sua ineficiênciaem água, o que levou ao desenvolvimento de EGOFETSs e OECTs. EGOFETs e OECTs se mostraram alternativas muito mais atuais, atraentes e eficientes para a operação em meio líquido. Foram fabricados EGOFETs de P3HT e pentaceno e OECTs de poli(3,4-elilenodioxitiofeno):poli(estirenofulfonado) (PEDOT:PSS) sobre substratos flexíveis e rígidos. EGOFETs de pentaceno foram utilizados na produção de biossensores para a detecção de biomarcadores (interleucinas 4 e 6) relacionados a processos inflamatórios. Estes biossensores foram produzidos através da modificação do gate do dispositivo por monocamadas automontadas de Proteína G e anticorpos de interleucina 4 e 6. Biossensores EGOFETs se mostraram aptos a detectar, de maneira específica, interleucinas em concentrações em torno 5-7 nano mol/L. Por fim, as características de operação de EGOFETs foram ainda avaliadas mediante o uso de filmes automontados (LbL, na sigla em inglês). Esta tese tem como objetivo colaborar com o desenvolvimento de... / In this a number of materials and thin film architectures have been investigated in the production of organic electronic devices for sensing applications in aqueous medium. Organic devices such as MIS ( metal- isulator-semiconductor) capacitors, electrolyte-gated organic field-effect transistors 9EGOFETs) and organic electrochemical transistors (OECTs) have been studied. Several dielectric materials such as polystyrene (PS), poly(methyl methacrylate) (PMMA), poly(vinylidenefluoride-co-trifuoroethylene) (PVDF-TrFE) and poly(phenylmethylsilsesquioxane) (PSQ) have been evaluated in the production of MIS capacitors containing poly(3-hexylthiophene) (P3HT) as semiconducting material for the purpose of the development of an ion-sensitive organic field-effect transistor (ISOFET). PS/P3HT-based MIS capacitors exhibited good electrical, however, results pointed out their inefficiency when operated in water, which led to development of EGOFETs and OECTs have shown to be more modern, attractive and efficiency alternatives for sensing in liquids, thus, P3HT and pentacene-based EGOFETs and poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)-based OECTs have been fabricated onto flexibe and rigid substrates. Pentacene EGOFETs have been used to produce biosensors to detect biomarkers (interleukins 4 and 6) related to inflammation. These bionsensors have been produced exploiting their gate electrode modification by self-assembled monolayers of Protein G and interleukin 4 and 6 anbtibodies. EGOFET biosensors have shown to be able to detect, in a specific manner, interleukins in concentration as low as 5-7 nano mol/L. At last, the operational characteristics of EGOFETs have been assessed using layer-by-layer ultrathin films. This thesis has the main purpose to contribute to the development of new sensors and biosensors based on organic electronic devices

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3318.pdf: 1831577 bytes, checksum: fe40160745510081bbbea94446d7cc98 (MD5) Previous issue date: 2010-04-01 / Selfbonding magnet wires are composed by two or more polymeric cover layers, being the inner layers thermosetting and the over coat composed of a thermoplastic cross-linkable layer. These wires are used in several magnetic wire coil applications, such as TV deflecting coils, coils for small motors, electrical coils for automotive, coil speakers, etc. In general, the bondable layer is activated by heating, joining the turns irreversible, even when heated to high temperatures or exposed to solvents. During this procedure the material change from a thermoplastic one to a thermosetting material, being of great importance the study of properties such as glass transition temperature and viscosity behaviour. It was used a cross-linkable polyester resin and a single component epoxy resin in this work. These materials were characterized by thermogravimetry analysis (TGA), thermo-mechanical analysis (TMA), differential scanning calorimetry (DSC) and infrared spectroscopy (FTIR). It was possible to evaluate the effects of residual solvent and the crosslinking of the materials by the thermomecanical response of TMA, from which it was determined the glass transition temperature (Tg). This transition was affected by the residual solvent and the curves after Tg shows a second transition which was attributes to softening temperature associated with the crosslink degree of the materials. It was possible to quantify the loss of residual solvent of the polymer in each cycle of TMA by TGA. DSC make it possible to study the kinetics of cure of epoxy resin which shows a polymerization kinetic of order n = 1,2 and an average activation energy of 120 KJ/mol. / Fios esmaltados cementáveis são fios revestidos por pelo menos duas camadas de polímeros distintos, onde a camada interna é em geral temofixa e a camada externa é termoplástica. A camada externa é empregada na união das espiras de bobinas por meio da fusão ou dissolução parcial desta, seguida da sua re-solidificação ou secagem. Após a colagem das espiras a camada externa pode ser reticulada de modo que o produto final seja estável. Esses fios são empregados em diversos tipos de dispositivos como bobinas defletoras para televisão, bobinas para motores pequenos, bobinas para equipamentos elétricos automotivos, bobinas de altofalantes, entre outros. As resinas utilizadas para a camada cementante são em geral reticuladas por aquecimento, unindo as espiras irreversivelmente, mesmo quando aquecidas a elevadas temperaturas, ou expostas a solventes. Nesse trabalho, dois esmaltes cementáveis foram estudados, um constituído por uma resina de poliéster e outro por uma resina epóxi mono-componente. Os materiais foram caracterizados por análise termogravimétrica (TGA), análise termomecânica (TMA), análise dinâmico-mecânica (DMTA), calorimetria exploratória diferencia (DSC) e por espectroscopia de infravermelho (FTIR). A técnica de TMA foi empregada tanto para o estudo de filmes produzidos em laboratório sobre substrato de alumínio como para o filme no produto acabado. A técnica de TMA foi aplicada de modo cíclico de forma a simular o processamento do material, e permitiu acompanhar os efeitos do solvente residual e da reticulação da resina na resposta termomecânica do polímero, e a detecção da temperatura de transição vítrea (Tg) dos filmes, bem como o efeito da presença de solvente residual sobre a Tg e o comportamento dos materiais no estado borrachoso, onde uma segunda transição foi atribuída a temperatura de amolecimento, associada ao grau de reticulação do material. O uso da técnica de DSC mostrou-se adequada para o estudo da cinética de reticulação da resina epóxi a partir da qual foi determinada a ordem de reação como em torno de 1,2 e a energia de ativação ao redor de 120 kJ/mol.

Orientador: Clarissa de Almeida Olivati / Coorientador: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Christine Dagron-Lartigau / Banca: Roberto Koji Onmori / Banca: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Banca: Henrique de Santana / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Abstract: In the area of organic photovoltaics, there is a continuous effort to improve the efficiency of the devices. In order to reach this goal. it necessary to evaluate the characteristics that influence their performance... / Resumo: Na área de fotovoltaicos orgânicos há um esforço contínuo no aumento da eficiência dos dispositivos. Para alcançar esse objetivo, é necessário a avaliação das características que inflenciam seu desempenho... / Résumé: Dans le domaine du photovoltaique organique il y un effort continu pour améliorer l'efficacité des dispositifs. Afin d'atteindre cet objectif, il est nécessaire d'évaluer les característiques qui influencent leur performance... / Doutor

Orientador: Marystela Ferreira / Coorientador: Neri Alves / Banca: José Alberto Giacometti / Banca: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Banca: Dante Luis Chinaglia / Banca: Antonio Riul Júnior / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Neste trabalho investigou-se o uso de diversos materiais e arquiteturas de filmes finos na produção de dispositivos eletrônico-orgânicos para aplicações sensoriais em meio aquoso. Foram estudados dispositivos orgânicos do tipo capacitor MIS (metal-isolante-semicondutor), transistores de efeito de campocom eletrólito no gate (EGOFETs, na sigla em inglês) e transistores eletroquímicos (OECTs, na sigla em inglês). Diversos dielétricos como poliestireno (PS), poli(metilmetacrilato) (PMMA), poli(vinilideno fluoreto-co-trifluor eltileno) (PVDF-TrFE) e poli(fenil-metilsilsesquioxano) (PSQ) foram avaliados na produção de capacitores MIS contendo poli(3-hexiltiofeno) (P3HT) como semicondutor com o objetivo final de produzir transitores de efeito de campo sensíveis a íons (ISOFETs, na sigla em inglês). Capacitores MIS com boas propriedades elétricas puderam ser obtidos utilizando PS/P3HT, entretanto, resultados indicaram sua ineficiênciaem água, o que levou ao desenvolvimento de EGOFETSs e OECTs. EGOFETs e OECTs se mostraram alternativas muito mais atuais, atraentes e eficientes para a operação em meio líquido. Foram fabricados EGOFETs de P3HT e pentaceno e OECTs de poli(3,4-elilenodioxitiofeno):poli(estirenofulfonado) (PEDOT:PSS) sobre substratos flexíveis e rígidos. EGOFETs de pentaceno foram utilizados na produção de biossensores para a detecção de biomarcadores (interleucinas 4 e 6) relacionados a processos inflamatórios. Estes biossensores foram produzidos através da modificação do gate do dispositivo por monocamadas automontadas de Proteína G e anticorpos de interleucina 4 e 6. Biossensores EGOFETs se mostraram aptos a detectar, de maneira específica, interleucinas em concentrações em torno 5-7 nano mol/L. Por fim, as características de operação de EGOFETs foram ainda avaliadas mediante o uso de filmes automontados (LbL, na sigla em inglês). Esta tese tem como objetivo colaborar com o desenvolvimento de... / Abstract: In this a number of materials and thin film architectures have been investigated in the production of organic electronic devices for sensing applications in aqueous medium. Organic devices such as MIS ( metal- isulator-semiconductor) capacitors, electrolyte-gated organic field-effect transistors 9EGOFETs) and organic electrochemical transistors (OECTs) have been studied. Several dielectric materials such as polystyrene (PS), poly(methyl methacrylate) (PMMA), poly(vinylidenefluoride-co-trifuoroethylene) (PVDF-TrFE) and poly(phenylmethylsilsesquioxane) (PSQ) have been evaluated in the production of MIS capacitors containing poly(3-hexylthiophene) (P3HT) as semiconducting material for the purpose of the development of an ion-sensitive organic field-effect transistor (ISOFET). PS/P3HT-based MIS capacitors exhibited good electrical, however, results pointed out their inefficiency when operated in water, which led to development of EGOFETs and OECTs have shown to be more modern, attractive and efficiency alternatives for sensing in liquids, thus, P3HT and pentacene-based EGOFETs and poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)-based OECTs have been fabricated onto flexibe and rigid substrates. Pentacene EGOFETs have been used to produce biosensors to detect biomarkers (interleukins 4 and 6) related to inflammation. These bionsensors have been produced exploiting their gate electrode modification by self-assembled monolayers of Protein G and interleukin 4 and 6 anbtibodies. EGOFET biosensors have shown to be able to detect, in a specific manner, interleukins in concentration as low as 5-7 nano mol/L. At last, the operational characteristics of EGOFETs have been assessed using layer-by-layer ultrathin films. This thesis has the main purpose to contribute to the development of new sensors and biosensors based on organic electronic devices / Doutor

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-12T14:44:36Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Lucas Fantini de Lima.pdf: 4426563 bytes, checksum: 5db8012c53db827acee2d5b63db1d613 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T14:44:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Lucas Fantini de Lima.pdf: 4426563 bytes, checksum: 5db8012c53db827acee2d5b63db1d613 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq ; FACEPE / No final da década de 1990, com o aperfeiçoamento das técnicas de fabricação de filmes finos nanoestruturados, houve vários estudos que procuraram entender a dinâmica de vórtices e suas características. Esses sistemas normalmente compreendem uma rede regular de buracos ou inclusões magnéticas, que atuam como armadilhas para os vórtices, fornecendo potenciais periódicos de ancoragem. Por esta razão, vórtices em supercondutores nanoestruturados apresentam vários fenômenos interessantes que não podem ser encontrados em filmes contínuos. Possivelmente o exemplo mais marcante é o efeito de matching devido à comensurabilidade entre a rede de vórtice e a rede de ancoragem artificial. A depender das condições impostas ao sistema (temperatura, campo magnético aplicado, corrente de transporte aplicada e os parâmetros da rede de ancoragem) os vórtices se organizarão de maneiras distintas e isso irá, obviamente, traduzir-se em diferentes respostas macroscópicas. Nos chamados campos de matching (B = nB1, onde n é um inteiro e B1 é a densidade de fluxo magnético correspondente a um vórtice por célula unitária) os vórtices sentem mais o potencial de ancoragem e isto aparece experimentalmente como um aumento na corrente crítica (medida estática) ou uma atenuação na mobilidade dos vórtices (medida dinâmica). Acredita-se amplamente que as características observadas nas medidas estáticas e dinâmicas estão correlacionadas de forma que pode-se usar medidas de magnetotrasporte para inferir sobre as propriedades da comensurabilidade estática da rede de vórtice nos filmes nanoestruturados. Nesta dissertação, estudaremos experimentalmente as propriedades dinâmicas dos vórtices em um filme fino amorfo de MoGe com uma rede regular quadrada de antidos (buracos). A amostra foi fabricada por litografia eletrônica e deposição por laser pulsado na Universidade de Leuven, Bélgica. Foram feitas várias medidas de magnetorresistência nessa amostra usando voltímetros e fontes de corrente altamente sensíveis. Estes foram conectados ao equipamento comercial PPMS (Physical Properties Measurement System, da Quantum Design), usado como ambiente criogênico, através de uma caixa adaptadora confeccionada nos nossos laboratórios. As medidas são controladas por um computador através de uma rotina escrita pelo software de automação LabView. As curvas de magnetorresistência para diferentes valores de temperatura exibem uma série de características em diferentes campos de matching, como esperado do fenômeno de comensurabilidade estudado em trabalhos anteriores. Entretanto, para o sexto campo de matching, a forma característica da curva de magnetorresistência está ausente para todos os valores de temperatura. Seguindo um modelo baseado em configurações estáticas de vórtices em redes regulares de antidots, uma atenuação no efeito de matching é esperada para o terceiro campo de matching, devido aos parâmetros geométricos da nossa amostra. De fato, foi observada uma atenuação em B = 3B1. Entretanto, o modelo falha em explicar a ausência do efeito de matching em B = 6B1 encontrado nas nossas medidas. É proposto que vórtices em movimento na presença de um potencial de ancoragem periódico podem apresentar efeitos de comensurabilidade ligeiramente diferentes daqueles que ocorrem na situação estática porque a rede de vórtice que se move interage efetivamente com um potencial de ancoragem dependente do tempo.

No presente trabalho foram preparados eletrodos formados por filmes finos de níquel e óxido de níquel sobre um substrato de Ti. Estes eletrodos foram preparados pelas metodologias de decomposição térmica de precursores poliméricos; método sol-gel e eletrodeposição com a finalidade de investigar a influência da metodologia de preparação sobre sua atividade catalítica. Foram avaliadas as variáveis relacionadas ao processo de preparação dos eletrodos como, por exemplo, a temperatura e a atmosfera de calcinação, além de diferentes métodos de eletrodeposição. A caracterização dos eletrodos foi realizada por técnicas de difração de raios-x; microscopia eletrônica de varredura e voltametria cíclica. Os resultados obtidos indicaram que as metodologias utilizadas proporcionaram a preparação de eletrodos com alta área superficial devido à formação de morfologias contendo trincas, fissuras e microrrachaduras. Por meio destas análises foi possível obter um quadro amplo do comportamento destes eletrodos. Os eletrodos preparados pelas três metodologias foram utilizados no estudo da eletrooxidação do furfural, que foi realizado através de cronopotenciometria. Os produtos foram analisados por CLAE (Cromatografia Líquida de Alta Eficiência) com intuito de analisar a eficiência dos eletrodos na eletrooxidação. Os resultados obtidos foram satisfatórios sendo que os eletrodos preparados pela metodologia de sol-gel apresentaram um maior rendimento na formação de ácido furóico. / In the present work we prepared electrodes formed by thin nickel and nickel oxide films on a Titanium substrate. These electrodes were prepared by thermal decomposition of polymeric precursors, sol-gel method and electroplating arming at investigate the influence of the preparation methodology on their catalytic activity. The parameters related to the electrodes preparation process had been investigated. These parameters included temperature and atmosphere calcinations, beyond different methods of electroplating. The electrodes characterization were carried out by x-ray diffraction, scanning electronic microscopy and cyclic voltammetry. The results indicate that the used methodologies provided the preparation of electrodes with high superficial area due to the formation of cracked and porous morphologies. he electrodes prepared by the different methodologies were used in the furfural eletrooxidation study, which was carried out by chronopotentiometry. The products were analyzed by HPLC (High Performance Liquid Chromatography) to verify the electrodes efficiency in the eletrooxidation. The obtained results had been satisfactory and the electrodes prepared by sol-gel method present a higher efficiency for furoic acid formation.

Um grande obstáculo a ser vencido para que se tenha uma maior utilização da tecnologia de membranas na purificação de líquidos é o fenômeno do fouling. Como consequência, o desenvolvimento de membranas menos propensas ao fouling é hoje objeto de inúmeras pesquisas. Dentre os processos estudados, tem-se o desenvolvimento de membranas de filme fino composto, que possui como vantagem a possibilidade de se melhorar cada camada de maneira independente, de forma a se aperfeiçoar o desempenho da membrana como um todo. O projeto de pesquisa foi desenvolvido no laboratório do Centro Internacional de Referência em Reúso de Água (CIRRA/IRCWR), uma entidade sem fins lucrativos, vinculado ao Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). Este teve como objetivo a síntese e a caracterização de membranas de filme fino composto de polissulfona e quitosana reticulada com glutaraldeído. Embora o objetivo principal desse trabalho tenha sido o desenvolvimento de membranas menos propensa ao fouling, a susceptibilidade ao fouling das membranas produzidas foi avaliada de maneira indireta, através da avaliação de propriedades como hidrofilicidade e rugosidade da superfície. Membranas de ultrafiltração a base de polissulfona (PSF) foram produzidas, através do método de separação de fases via imersão-precipitação, para serem usadas como suporte poroso para a camada de quitosana. Nessa etapa, a influência da concentração de PSF na solução polimérica; da temperatura de síntese; da umidade relativa do ar; e do suporte (não-tecido) nas características da membrana foram estudadas. O efeito da aplicação de uma camada de álcool polivinílico, reticulada com glutaraldeído, entre as camadas de PSF e quitosana, como forma de melhorar a estabilidade estrutural da membrana, foi avaliado. Adicionalmente, analisou-se a influência da introdução do glutaraldeído como agente reticulante na solução de quitosana na seletividade; na taxa de permeação; na estabilidade química; e na toxicidade da membrana. Os resultados obtidos mostraram que o aumento da concentração de PSF na solução polimérica, a diminuição da temperatura de síntese e o aumento da umidade do ar levaram à formação de membranas menos porosas. Os suportes de poliéster avaliados, CU414 e CU424 (Crane Nonwovens), embora apresentem características adequadas à produção de membranas, não se mostraram adequados para a síntese de membranas de PSF nas condições avaliadas devido a sua alta porosidade. A solução de reticulação da camada de álcool polivinílico (PVA), composta de glutaraldeído em solução aquosa de acetona, atacou quimicamente o suporte de poliéster e a membrana de polissulfona, inviabilizando a aplicação da camada de PVA entre as camadas de PSF e quitosana. A introdução do glutaraldeído tornou a camada de quitosana menos rugosa e mais hidrofílica. Adicionalmente, o aumento da concentração de glutaraldeído na solução de quitosana levou a um decréscimo na permeabilidade da membrana, o qual foi atribuído à compactação da estrutura da membrana. A reticulação da quitosana com glutaraldeído não levou a uma melhora significativa da capacidade de separação das membranas. A rejeição de ions bivalentes (Mg2+ e SO4 2-) e monovalentes (Na+ e Cl-) não ultrapassou 25% e 12%, respectivamente. Análises de microscopia de eletrônica de varredura realizadas com as membranas reticuladas com glutaraldeído, antes e após sua imersão em solução de HCl, indicaram que a superfície das membranas reticuladas com 3% de glutaraldeído aparentemente não foi afetada pelo ácido, ao contrário das membranas reticuladas com 1% e 5% de glutaraldeído, que apresentaram aumento no tamanho de seus poros. Não foi observada toxicidade aguda e/ou crônica, em relação aos organismos teste Daphinia similis e Ceriodaphinia dubia, respectivamente, em amostras de água que permaneceram em contato com as membranas reticuladas com glutaraldeído. / A major obstacle to be overcome in order to have a greater use of membrane technology in liquids purification is the phenomenon of fouling. As a consequence, the development of membranes less prone to fouling is now the objective of numerous studies. Among the processes evaluated, the development of thin film composite membranes has been the focus of many researches since it is possible to improve each layer independently, in order to improve the membrane performance as a whole. This work aimed to study the synthesis and characterization of thin film composite chitosan, crosslinked with glutaraldehyde, and polysulfone (PSF) membranes. PSF ultrafiltration membranes were produced by phase inversion via immersion precipitation to be used as porous support for the chitosan layer. The influence of PSF concentration in the polymeric solution; temperature of synthesis; air humidity, and membrane nonwoven support, CU414 and CU424 (Crane Nonwovens), on the membrane characteristics and performance were studied. The effect polyvinyl alcohol (PVA), crosslinked with glutaraldehyde, between PSF and chitosan layers, on the cast membrane structural stability was investigated. The influence of glutaraldehyde as a chitosan crosslinking agent on membrane selectivity, permeability, chemical stability, and toxicity was also evaluated. The results showed that increasing PSF concentration, decreasing temperature and increasing air humidity resulted in less porous membranes. The support media used were not suitable for the production of PSF membranes under the conditions used in this work due to its high porosity. The solution used to crosslink the PVA layer, composed of glutaraldehyde in aqueous solution of acetone, attacked the support media and the PSF membrane, preventing the application of the PVA layer between the PSF and chitosan layers. The use of glutaraldehyde as a chitosan crosslinking agent made the membrane less rough and more hydrophilic. Additionally, increasing glutaraldehyde concentration in the chitosan solution led to a decrease in membrane permeability, which was attributed to a compaction of the membrane structure, leading to a decreased mobility of polymer chains and a decrease in the membrane void volume. Membranes separation capacity was evaluated using two different ionic solutions, magnesium sulphate (MgSO4 1,000 mg/L), and sodium chloride (NaCl 2,000 mg/L). Rejection of bivalent and monovalent ions did not exceed 25% and 12%, respectively. Scanning electron microscopy images showed that the membrane surface crosslinked with 3% glutaraldehyde apparently was not affected by immersion into HCl solution. However, the membranes crosslinked with 1% and 5% glutaraldehyde showed an increase in pore size after immersion, compared to the untreated membrane, suggesting an increased susceptibility to acid attack of the membrane. The potential for glutaraldehyde membrane releasing was evaluated through acute and chronic toxicity assays using Daphnia similis and Ceriodaphnia dubia, respectively. None of tested membranes induced acute or chronic toxicity to the water at which they remained in contact, under tested conditions.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseFO_DISSERT.pdf: 3189033 bytes, checksum: 64cad7815c9f8b1ecd534fc0cb92765f (MD5) Previous issue date: 2010-07-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work makes use of the Pechini process for synthesis of the solutions and the dip-coating process for the addition of zirconium oxide films pure and doped cerium metal substrates. The metals with ceramic substrates were subjected to severe conditions of salinity. The x-ray fluorescence of the substrate showed a great diversity of chemical elements. The x-ray diffraction of the samples showed the phase of iron substrate because the thickness of nano-thin film. Tests using an LPR probe showed that the film presents with zirconia corrosion independent of film thickness. The substrates of ZrO2-doped ceria showed low chemical attack of the salt in films with less than 15 dives. The results imply that ultrathin films are shown in protecting metallic substrates / O presente trabalho faz uso do processo Pechini para s?ntese das solu??es e do processo de dip-coating para a adi??o de filmes de ?xido de zirc?nio puro e dopado com c?rio a substratos met?licos. Os metais com substratos cer?micos foram submetidos a condi??es severas de meio salino. A fluoresc?ncia de raios x do substrato mostrou uma grande diversidade de elementos qu?micos. A difra??o de raios x das amostras mostrou a fase de ferro do substrato devido a espessura nanom?trica do filme fino. Os ensaios utilizando uma sonda LPR mostraram que o filme com zirc?nia apresenta corros?o independente da espessura dos filmes. Os substratos de ZrO2 dopado com c?rio mostraram baixo ataque qu?mico do sal em filmes com menos de 15 imers?es. Os resultados levam a concluir que filmes ultrafinos s?o indicados na prote??o de substratos met?licos

Um grande obstáculo a ser vencido para que se tenha uma maior utilização da tecnologia de membranas na purificação de líquidos é o fenômeno do fouling. Como consequência, o desenvolvimento de membranas menos propensas ao fouling é hoje objeto de inúmeras pesquisas. Dentre os processos estudados, tem-se o desenvolvimento de membranas de filme fino composto, que possui como vantagem a possibilidade de se melhorar cada camada de maneira independente, de forma a se aperfeiçoar o desempenho da membrana como um todo. O projeto de pesquisa foi desenvolvido no laboratório do Centro Internacional de Referência em Reúso de Água (CIRRA/IRCWR), uma entidade sem fins lucrativos, vinculado ao Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). Este teve como objetivo a síntese e a caracterização de membranas de filme fino composto de polissulfona e quitosana reticulada com glutaraldeído. Embora o objetivo principal desse trabalho tenha sido o desenvolvimento de membranas menos propensa ao fouling, a susceptibilidade ao fouling das membranas produzidas foi avaliada de maneira indireta, através da avaliação de propriedades como hidrofilicidade e rugosidade da superfície. Membranas de ultrafiltração a base de polissulfona (PSF) foram produzidas, através do método de separação de fases via imersão-precipitação, para serem usadas como suporte poroso para a camada de quitosana. Nessa etapa, a influência da concentração de PSF na solução polimérica; da temperatura de síntese; da umidade relativa do ar; e do suporte (não-tecido) nas características da membrana foram estudadas. O efeito da aplicação de uma camada de álcool polivinílico, reticulada com glutaraldeído, entre as camadas de PSF e quitosana, como forma de melhorar a estabilidade estrutural da membrana, foi avaliado. Adicionalmente, analisou-se a influência da introdução do glutaraldeído como agente reticulante na solução de quitosana na seletividade; na taxa de permeação; na estabilidade química; e na toxicidade da membrana. Os resultados obtidos mostraram que o aumento da concentração de PSF na solução polimérica, a diminuição da temperatura de síntese e o aumento da umidade do ar levaram à formação de membranas menos porosas. Os suportes de poliéster avaliados, CU414 e CU424 (Crane Nonwovens), embora apresentem características adequadas à produção de membranas, não se mostraram adequados para a síntese de membranas de PSF nas condições avaliadas devido a sua alta porosidade. A solução de reticulação da camada de álcool polivinílico (PVA), composta de glutaraldeído em solução aquosa de acetona, atacou quimicamente o suporte de poliéster e a membrana de polissulfona, inviabilizando a aplicação da camada de PVA entre as camadas de PSF e quitosana. A introdução do glutaraldeído tornou a camada de quitosana menos rugosa e mais hidrofílica. Adicionalmente, o aumento da concentração de glutaraldeído na solução de quitosana levou a um decréscimo na permeabilidade da membrana, o qual foi atribuído à compactação da estrutura da membrana. A reticulação da quitosana com glutaraldeído não levou a uma melhora significativa da capacidade de separação das membranas. A rejeição de ions bivalentes (Mg2+ e SO4 2-) e monovalentes (Na+ e Cl-) não ultrapassou 25% e 12%, respectivamente. Análises de microscopia de eletrônica de varredura realizadas com as membranas reticuladas com glutaraldeído, antes e após sua imersão em solução de HCl, indicaram que a superfície das membranas reticuladas com 3% de glutaraldeído aparentemente não foi afetada pelo ácido, ao contrário das membranas reticuladas com 1% e 5% de glutaraldeído, que apresentaram aumento no tamanho de seus poros. Não foi observada toxicidade aguda e/ou crônica, em relação aos organismos teste Daphinia similis e Ceriodaphinia dubia, respectivamente, em amostras de água que permaneceram em contato com as membranas reticuladas com glutaraldeído. / A major obstacle to be overcome in order to have a greater use of membrane technology in liquids purification is the phenomenon of fouling. As a consequence, the development of membranes less prone to fouling is now the objective of numerous studies. Among the processes evaluated, the development of thin film composite membranes has been the focus of many researches since it is possible to improve each layer independently, in order to improve the membrane performance as a whole. This work aimed to study the synthesis and characterization of thin film composite chitosan, crosslinked with glutaraldehyde, and polysulfone (PSF) membranes. PSF ultrafiltration membranes were produced by phase inversion via immersion precipitation to be used as porous support for the chitosan layer. The influence of PSF concentration in the polymeric solution; temperature of synthesis; air humidity, and membrane nonwoven support, CU414 and CU424 (Crane Nonwovens), on the membrane characteristics and performance were studied. The effect polyvinyl alcohol (PVA), crosslinked with glutaraldehyde, between PSF and chitosan layers, on the cast membrane structural stability was investigated. The influence of glutaraldehyde as a chitosan crosslinking agent on membrane selectivity, permeability, chemical stability, and toxicity was also evaluated. The results showed that increasing PSF concentration, decreasing temperature and increasing air humidity resulted in less porous membranes. The support media used were not suitable for the production of PSF membranes under the conditions used in this work due to its high porosity. The solution used to crosslink the PVA layer, composed of glutaraldehyde in aqueous solution of acetone, attacked the support media and the PSF membrane, preventing the application of the PVA layer between the PSF and chitosan layers. The use of glutaraldehyde as a chitosan crosslinking agent made the membrane less rough and more hydrophilic. Additionally, increasing glutaraldehyde concentration in the chitosan solution led to a decrease in membrane permeability, which was attributed to a compaction of the membrane structure, leading to a decreased mobility of polymer chains and a decrease in the membrane void volume. Membranes separation capacity was evaluated using two different ionic solutions, magnesium sulphate (MgSO4 1,000 mg/L), and sodium chloride (NaCl 2,000 mg/L). Rejection of bivalent and monovalent ions did not exceed 25% and 12%, respectively. Scanning electron microscopy images showed that the membrane surface crosslinked with 3% glutaraldehyde apparently was not affected by immersion into HCl solution. However, the membranes crosslinked with 1% and 5% glutaraldehyde showed an increase in pore size after immersion, compared to the untreated membrane, suggesting an increased susceptibility to acid attack of the membrane. The potential for glutaraldehyde membrane releasing was evaluated through acute and chronic toxicity assays using Daphnia similis and Ceriodaphnia dubia, respectively. None of tested membranes induced acute or chronic toxicity to the water at which they remained in contact, under tested conditions.