Orientador: Sidney José Lima Ribeiro / Banca: Marcelo Nalin / Banca: Rogéria Rocha Gonçalves / Resumo: A fibroína da seda extraída dos casulos do bicho-da-sêda é um co-polímero particularmente atraente para aplicações em dispositivos fotônicos e opticoeletrônicos devido a sua transparência óptica, biocompatibilidade e propriedades mecânicas. Esta tese apresenta a obtenção de suspensões e filmes iridescentes-luminescentes de fibroína contendo nanopartículas luminescentes de carbono ("carbon dots") obtidos a partir de carvão vegetal. As nanopartículas luminescentes de carbono apresentam biocompatibilidade, baixa toxicidade, propriedades de fotoluminescência interessantes e possibilidade de modificação da superfície. Redes de difração foram produzidas nestes filmes utilizando como molde um DVD comercial. Os materiais obtidos foram caracterizados por um conjunto de técnicas de análise: Microscopia de Força Atômica (AFM), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Espectroscopia de absorção na região do UVVis, Espectrofotometria de absorção molecular na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e Luminescência. Medidas de luminescência mostram que os carbon dots emitem múltiplas cores entre toda a região do visível. Planos cristalinos foram observados nas imagens de MET das nanopartículas, no qual foram asssociadas a estrutura do grafite. Pela análise de UV-Vis dos carbon dots observou-se que a absorção óptica decai gradualmente à medida em que ocorre deslocamento para o vermelho e para os filmes de fibroína observou-se ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Silk fibroin extracted from silkworm cocoons is a particularly attractive copolymer for applications in photonics and optoelectronics devices due its optical transparency, biocompatibility and high mechanical strength. This thesis presents the preparation of suspensions and iridescent-luminescent films of silk fibroin containing luminescent carbon nanoparticles (carbon dots) obtained from vegetal coal. Luminescent carbon nanoparticles present high biocompatibility, low toxicity, interesting photoluminescence properties and possibility of surface modification. Diffraction gratings were produced in these films using a commercial DVD as a template. The materials obtained were characterized by a set of analysis techniques: Atomic-Force Microscopy (AFM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), UV-Visible Spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and Luminescence. Luminescence measurements show that carbon dots emit light at the entire visible region. Crystalline planes were observed in the TEM images of the nanoparticles, where upon the graphite structure was associated. By analyzing the UV-Vis spectra of the carbon dots it was observed that the optical absorption gradually decreases as the red shift occurs. In the UV-Vis spectra of the silk fibroin films it was observed a shoulder referring to the electronic transition of the tyrosine (amino acid of its composition). From the FTIR spectra it was observed that there was no change in the silk fibroin structure after addition of the carbon dots. The AFM and SEM images confirm the presence of the periodic micro-patterns on the surface of the films. The results showed that the silk fibroin films containing carbon dots have a great potential for biomedicine, mainly due to its luminescence parameters extending throughout the visible region and due to a sustainable platform with excellent optical a... / Mestre

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:07:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCISCO_FELIPE.pdf: 752189 bytes, checksum: 240a8c7fc04b9202caa1b7a127fbd493 (MD5) Previous issue date: 2007-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we will study the magnetic properties like magnetization and susceptibility of then film using the Heisenberg model for a simple cubic lattice. We will use the differential operator technique along with the theory of effective field. These system are constituted of surface (layer) formed for atoms whose respective positions define the type of exchange interaction: Js for delimited surface and J for the interior of the material (bulk). Initially we will describe briefly the theory proposed to explain the nature of the magnetic phenomena and present some results already obtain in the area. We will present the theory of effective field and the differential operator technique and tool used in our work for the study of ferromagnetic (F) and antiferromagnetic (AF) materials, within Heisenberg model. The effects of exchange interaction J and Js, external magnetic filed H and number of layer L present in our thin magnetic films have been observed through the numerical solution of the respective equations for magnetizations an susceptibility. The observations help in the phenomenal like the anomalous behavior of total susceptibility, a possible quantum phase transition for the staggered magnetization of AF material. / Neste trabalho estudaremos as propriedades magnéticas tal como magnetização e suscetibilidade em filmes finos no modelo de Heisenberg, em uma rede cúbica simples, através da técnica do operador diferencial aliada a teoria de campo efetivo. Esses sistemas são constituídos de superfícies (camadas) formadas por átomos cujas posições definem o tipo de interação de troca, Js para as superfícies delimitadoras e J para o interior do material (bulk ). Inicialmente faremos uma breve descrição das teorias propostas para explicar a natureza dos fenômenos magnéticos e apresentaremos alguns resultados de pesquisas desenvolvidas na área. Apresentaremos a teoria de campo efetivo e a técnica do operador diferencial, ferramentas utilizadas em nosso trabalho para o estudo de materiais ferro (F) e antiferromagnéticos (AF) para o modelo de Heisenberg. A influência das interações de troca J e Js, campo magnético externo H e número de camadas L presentes em nosso filme fino magnético foram visualizadas após solução numérica das respectivas equações para magnetização e suscetibilidade. Estas ofereceram subsídios para uma descrição de fenômenos como a anomalia na suscetibilidade total e uma possível transição de fase quântica para a magnetização staggered no caso AF.

Orientador: Sandra Helena Pulcinelli / Banca: Marcelo Nalin / Banca: Rafaela Cristina Sanfelice / Resumo: Materiais híbridos orgânico-inorgânicos, constituídos pela combinação de componentes orgânicos e inorgânicos, são homogêneos, apresentam propriedades diferenciadas que refletem a natureza química dos componentes pelos quais foram formados, e são utilizados em diversas aplicações tecnológicas como catalisadores, sensores eletroquímicos, dispositivos ópticos e revestimentos protetores. Este trabalho foi realizado em duas etapas. Primeiramente, foi realizada a síntese e caracterização de um copolímero derivado do politiofeno, P(HTcoAAT), contendo ácido 3-tiofeno-acético (AAT) e 3-hexiltiofeno (HT), sintetizado via copolimerização oxidativa com cloreto férrico e caracterizado químico-estruturalmente por FTIR e RMN 1H e termicamente por TG/DTG. Em seguida, foram preparados filmes híbridos via sol-gel por spin-coating utilizando três óxidos inorgânicos: óxido de silício, titânio e zinco, os quais foram caracterizados opticamente por Espectroscopia no UV-vis e Fluorescência, e morfologicamente por AFM e MEV, além das caracterizações já citadas anteriormente. Os resultados químico-estruturais obtidos comprovaram a eficiência da metodologia usada para a preparação do copolímero e dos híbridos, permitindo a obtenção de matérias com propriedades ópticas interessantes. / Abstract: Organic - inorganic hybrid materials, formed from organic and inorganic compounds combination, present spec ific properties that reflect the chemical nature of each precursor compound, and are used for several technological application such as catalists, electrochemical sensors, optical devices and barrier films. This work comprehends two steps: first of all the synthesis of a copolymer derived from polythiophene, P(HTcoTAA) containing 3 - thiophene acetic acid (TAA) and 3 - hexylthiophene (HT), it was performed from oxidative copolymerization with ferric chloride, and resulting materials characterized by FTIR and 1 H NMR spectroscopy and TG/DTG thermal analyses . Following hybrid films from silicium, titanium and zinc oxide s were prepared by sol - gel spin - coating and had its optical and morphological characteristics evaluated by UV - vis and Fluoresc ence spectroscopy, and AFM and SEM microscopy, besides the other characterization before cited . The obtained chemical - structural result s show that the used methodology was efficient to prepare both the copolymer and the hybrids, allowing to materials presenting striking optical properties. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EdalmyOA.pdf: 3019202 bytes, checksum: 652b61310237ca737b3decb6945b78be (MD5) Previous issue date: 2008-06-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The system built to characterize electrodes and, consequently, deposited fine films are constituted by a hollow cathode that works to discharges and low pressures (approximately 10-3 to 5 mbar), a source DC (0 to 1200 V), a cylindrical camera of closed borossilicato for flanges of stainless steel with an association of vacuum bombs mechanical and spread. In the upper flange it is connected the system of hollow cathode, which possesses an entrance of gas and two entrances for its refrigeration, the same is electrically isolated of the rest of the equipment and it is polarized negatively. In front of the system of hollow cathode there is a movable sample in stainless steel with possibility of moving in the horizontal and vertical. In the vertical, the sample can vary its distance between 0 and 70 mm and, in the horizontal, can leave completely from the front of the hollow cathode. The sample and also the cathode hollow are equipped with cromel-alumel termopares with simultaneous reading of the temperatures during the time of treatment. In this work copper electrodes, bronze, titanium, iron, stainless steel, powder of titanium, powder of titanium and sil?cio, glass and ceramic were used. The electrodes were investigated relating their geometry change and behavior of the plasma of the cavity of hollow cathode and channel of the gas. As the cavity of hollow cathode, the analyzed aspects were the diameter and depth. With the channel of the gas, we verified the diameter. In the two situations, we investigated parameters as flow of the gas, pressure, current and applied tension in the electrode, temperature, loss of mass of the electrode with relationship at the time of use. The flow of gas investigated in the electrodes it was fastened in a work strip from 15 to 6 sccm, the constant pressure of work was among 2.7 to 8 x 10-2 mbar. The applied current was among a strip of work from 0,8 to 0,4 A, and their respective tensions were in a strip from 400 to 220 V. Fixing the value of the current, it was possible to lift the curve of the behavior of the tension with the time of use. That curves esteem in that time of use of the electrode to its efficiency is maximum. The temperatures of the electrodes were in the dependence of that curves showing a maximum temperature when the tension was maximum, yet the measured temperatures in the samples showed to be sensitive the variation of the temperature in the electrodes. An accompaniment of the loss of mass of the electrode relating to its time of use showed that the electrodes that appeared the spherical cavities lost more mass in comparison with the electrodes in that didn't appear. That phenomenon is only seen for pressures of 10-2 mbar, in these conditions a plasma column is formed inside of the channel of the gas and in certain points it is concentrated in form of spheres. Those spherical cavities develop inside of the channel of the gas spreading during the whole extension of the channel of the gas. The used electrodes were cut after they could not be more used, however among those electrodes, films that were deposited in alternate times and the electrodes that were used to deposit films in same times, those films were deposited in the glass substrata, alumina, stainless steel 420, stainless steel 316, sil?cio and steel M2. As the eletros used to deposit films in alternate time as the ones that they were used to deposit in same times, the behavior of the thickness of the film obeyed the curve of the tension with relationship the time of use of the electrode, that is, when the tension was maximum, the thickness of the film was also maximum and when the tension was minimum, the thickness was minimum and in the case where the value of the tension was constant, the thickness of the film tends to be constant. The fine films that were produced they had applications with nano stick, bio-compatibility, cellular growth, inhibition of bacterias, cut tool, metallic leagues, brasagem, pineapple fiber and ornamental. In those films it was investigated the thickness, the adherence and the uniformity characterized by sweeping electronic microscopy. Another technique developed to assist the production and characterization of the films produced in that work was the caloteste. It uses a sphere and abrasive to mark the sample with a cap impression, with that cap form it is possible to calculate the thickness of the film. Through the time of life of the cathode, it was possible to evaluate the rate of waste of its material for the different work conditions. Values of waste rate up to 3,2 x 10-6 g/s were verified. For a distance of the substratum of 11 mm, the deposited film was limited to a circular area of 22 mm diameter mm for high pressures and a circular area of 75 mm for pressure strip. The obtained films presented thickness around 2,1 ?m, showing that the discharge of arch of hollow cathode in argon obeys a curve characteristic of the tension with the time of life of the eletrodo. The deposition rate obtained in this system it is of approximately 0,18 ?m/min / O sistema constru?do para caracterizar eletrodos e, conseq?entemente, filmes finos depositados ? constitu?do por um c?todo oco que trabalha a altas e baixas press?es (aproximadamente 10-3 a 5 mbar), uma fonte DC (0 a 1200 V), uma c?mara cil?ndrica de borossilicato fechada por flanges de a?o inox com uma associa??o de bombas de v?cuo mec?nica e difusora. No flange superior est? conectado o sistema de c?todo oco, o qual possui uma entrada de g?s e duas entradas para a sua refrigera??o, o mesmo est? eletricamente isolado do resto do equipamento e ? polarizado negativamente. Em frente ao sistema de c?todo oco encontra-se um porta amostra em a?o inox m?vel com possibilidade de se mover na horizontal e vertical. Na vertical, o porta amostra pode variar a sua dist?ncia entre 0 e 70 mm e, na horizontal, pode sair completamente da frente do c?todo oco. Tanto o porta amostra como o c?todo oco s?o equipados com termopares de cromel-alumel com leitura simult?nea das temperaturas durante o tempo de tratamento. Neste trabalho foram utilizados eletrodos de cobre, bronze, tit?nio, ferro, a?o inox, p? de tit?nio, p? de tit?nio e sil?cio, vidro e cer?mica. Os eletrodos foram investigados com rela??o a sua mudan?a de geometria e comportamento do plasma dentro da cavidade de c?todo oco e canal do g?s. Quanto a cavidade de c?todo oco, os aspectos analisados foram o di?metro e sua profundidade. Com o canal do g?s, verificamos o di?metro. Nas duas situa??es, investigamos par?metros como fluxo do g?s, press?o, corrente e tens?o aplicada no eletrodo, temperatura, perda de massa do eletrodo com rela??o ao tempo de uso. O fluxo de g?s investigado nos eletrodos foi fixado em uma faixa de trabalho de 15 a 6 sccm, a press?o constante de trabalho ficou entre 2.7 a 8 x 10-2 mbar. A corrente aplicada foi entre uma faixa de trabalho de 0,8 a 0,4 A, e as suas respectivas tens?es ficaram em uma faixa de 400 a 220 V. Fixando o valor da corrente, foi poss?vel levantar a curva do comportamento da tens?o com o tempo de uso. Essa curva estima em que tempo de uso do eletrodo a sua efici?ncia ? m?xima. As temperaturas dos eletrodos ficaram na depend?ncia dessa curva mostrando uma temperatura m?xima quando a tens?o era m?xima, j? as temperaturas medidas nas amostras mostraram ser sens?veis a varia??o da temperatura no eletrodo. Um acompanhamento da perda de massa do eletrodo com rela??o ao seu tempo de uso mostrou que os eletrodos que apareceram as cavidades esf?ricas perderam mais massa em compara??o aos eletrodos em que essas n?o apareceram. Esse fen?meno s? ? visto para press?es de 10-2 mbar, nestas condi??es uma coluna de plasma se forma dentro do canal do g?s e em determinados pontos fica concentrado em forma de esferas. Essas cavidades esf?ricas evoluem dentro do canal do g?s se propagando durante toda a extens?o do canal do g?s. Os eletros utilizados foram cortados depois que n?o puderam ser mais usados, no entanto entre esses eletrodos filmes que foram depositados em tempos alternados e os eletrodos que foram utilizados para depositar filmes em tempos iguais, esses filmes foram depositados nos substratos de vidro, alumina, a?o inox 420, a?o inox 316, sil?cio e a?o M2. Tanto os eletros usados para depositar filmes em tempo alternado como os que foram usados para depositar em tempos iguais, o comportamento da espessura do filme obedeceu a curva da tens?o com rela??o ao tempo de uso do eletrodo, isto ?, quando a tens?o era m?xima, a espessura do filme tamb?m foi m?xima e quando a tens?o era m?nima, a espessura foi m?nima e no caso onde o valor da tens?o foi constante, a espessura do filme tende a ficar constante. Os filmes finos que foram produzidos tiveram aplica??es com nano bast?o, bio-compatibilidade, crescimento celular, inibi??o de bact?rias, ferramenta de corte, ligas met?licas, brasagem, fibra de abacaxi e decorativos. Nesses filmes foi investigada a espessura, a ader?ncia e a uniformidade caracterizadas por microscopia eletr?nica de varredura. Outra t?cnica desenvolvida para atender a produ??o e caracteriza??o dos filmes produzidos nesse trabalho foi o caloteste. Ele se utiliza de uma esfera e abrasivo para marcar a amostra com uma impress?o de calota, com essa forma de calota ? poss?vel calcular a espessura do filme. Atrav?s do tempo de vida do c?todo, foi poss?vel avaliar a taxa de desgaste do seu material para as diferentes condi??es de trabalho. Valores de taxa de desgaste at? 3,2 x 10-6 g/s foram verificados. Para uma dist?ncia do substrato de 11 mm, o filme depositado ficou limitado a uma ?rea circular de 22 mm de di?metro para press?es altas e uma ?rea circular de 75 mm para faixa de press?o. Os filmes obtidos apresentaram espessura em torno de 2,1 ?m, mostrando que a descarga de arco de c?todo oco em arg?nio obedece a uma curva caracter?stica da tens?o com o tempo de vida do eletrodo. A taxa de deposi??o obtida neste sistema ? de aproximadamente 0,18 ?m/min