Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Chitosan is a functional material which offers unique characteristics as biocompatibility, biodegradability, atoxic, physiological inertness, antibacterial, chelating heavy metal ions, properties of gel formation, and hydrophilicity, and remarkable affinity for proteins. This study aimed to investigate the use of chitosan and additives, such as gold nanoparticles and photosensitizers, as alternative to inactivate microorganisms treatments. Chitosan of different brands were tested and characterized according to their structural properties in order to assess whether there are significant differences between the brands. The pH range of the acid solubilization of chitosan was varied and analyzed from tests of cell viability study of the antimicrobial properties of chitosan. The range of pH studies where there is no interference from acid in the results is at pH 5.0 and 6.5. Aggregation properties of chitosan and its interaction with bacteria were analyzed in the presence of gold nanoparticles, which became evident that the proposed method is simple, fast, effective and does not compromise the antimicrobial activity of chitosan. These experiments also showed a probable competition between colloidal gold and bacteria interaction with chitosan, but were also found a strong interaction between these materials. Other tests were performed with photosensitizers by assessing the interaction and possible synergism between materials improving the photoinactivation of microorganisms, but not verified or an intensification of the properties of the dyes and there was no effect of antimicrobial activity by chitosan. / A quitosana é um material funcional que oferece características únicas: biocompatibilidade, biodegradabilidade, atoxicidade, inércia fisiológica, propriedades antibacterianas, quelante de íons metálicos pesados, propriedades de formação de géis e hidrofilicidade, e notável afinidade com proteínas. Este trabalho teve como objetivo a investigação da utilização da quitosana e aditivos, tais como, fotossensitizadores e nanopartículas de ouro, como tratamentos alternativos para a inativação de micro-organismos. Quitosana de marcas comerciais diferentes foram testadas e caracterizadas segundo suas propriedades estruturais no intuito de avaliar se há diferenças significativas entre as marcas. A faixa de pH do ácido de solubilização da quitosana foi variada e analisada a partir de testes de viabilidade celular para estudo das propriedades antimicrobianas da quitosana. A faixa de estudos de pH onde não há interferência do meio ácido nos resultados é entre os pHs 5,0 e 6,5. Propriedades agregantes da quitosana e sua interação com bactérias foram analisadas na presença de nanopartículas de ouro, em que ficou evidente que a metodologia proposta é rápida, simples, eficaz e não compromete a atividade antimicrobiana da quitosana. Estes experimentos também mostraram uma provável competição entre ouro coloidal e bactérias em interagir com a quitosana, porém também foi constatada uma forte interação entre os materiais. Outros ensaios foram realizados com fotossensitizadores buscando avaliar a interação e possível sinergismo entre os materiais melhorando a fotoinativação de micro-organismos, mas não foi verificada uma intensificação das propriedades e em um dos corantes não houve efeito de atividade antimicrobiana pela quitosana. / Mestre em Química

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-05-18T12:53:12Z No. of bitstreams: 1 PDF - Fábio Junior Mota dos Santos.pdf: 16470271 bytes, checksum: 931fe4e9cb3a582ced25e4d4c19d1ffc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T12:53:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Fábio Junior Mota dos Santos.pdf: 16470271 bytes, checksum: 931fe4e9cb3a582ced25e4d4c19d1ffc (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / There are countless researches related to the treatment of waste water because they contain large amounts of recalcitrant chemicals, such as p-Nitrophenol widely used in the industry in dyeing leather. Because it is a very toxic substance even at low concentrations, its total removal and / or transformation into other less polluting substances becomes an urgent environmental issue. Gold nanoparticles because they have great catalytic potential besides being non-toxic can somehow contribute to the minimization of the environmental effects caused by nitrophenols. Reactions using homogeneous catalysts are not very feasible in some cases, they present great difficulty during the separation of the catalysts from the rest of the reaction medium. In this context, this work aimed at the development of a catalyst based on gold nanoparticles impregnated in polystyrene foams an industrial waste, using thermally induced phase separation as the method of obtaining the same. It is then tested for catalytic reduction of p-Nitrophenol. The gold nanoparticles of different diameters were obtained using different synthesis conditions and characterized by spectrophotometry in the region of the visible for the size measurement, whereas for the already impregnated foams the characterization techniques used were the scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric (TG) analysis and thermogravimetric analysis (DTG). The catalyst was tested using as a model reaction the reduction of p-Nitrophenol to p-Aminophenol, the whole process was accompanied by UV-vis and what is concluded is a variation in the reaction velocities as a function of the variation of the particle size present in the foam and / or their concentrations therein. / Já são inúmeras as pesquisas relacionadas ao tratamento de águas residuais pelo fato de as mesmas conterem grandes quantidades de substancias químicas recalcitrantes, a exemplo do p-Nitrofenol muito utilizado na indústria no tingimento de couro. Por se tratar de uma sustância muito tóxica mesmo em baixas concentrações sua total remoção e/ou transformação em outras menos poluentes, torna-se uma questão ambiental urgente. As nanopartículas de ouro por apresentarem grande potencial catalítico além de não serem tóxicas, podem de alguma forma contribuir para a minimização dos efeitos agressivos ao ambiente causados por nitrofenóis. Reações que utilizam catalisadores homogêneos são pouco viáveis em alguns casos, apresentam grande dificuldade durante a separação do catalisados do restante do meio reacional. Nesse contexto esse trabalho objetivou o desenvolvimento de um catalisador a base de nanopartículas de ouro impregnadas em espumas de poliestireno um rejeito industrial, utilizando como método de obtenção para o mesmo a separação de fases induzida termicamente. Para então testa-lo na redução catalítica do p-Nitrofenol. As nanopartículas de ouro de diferentes diâmetros foram obtidas utilizando-se diferentes condições de síntese e caracterizadas através da espectrofotometria na região do visível para a aferição do tamanho, enquanto que para as espumas já impregnadas as técnicas de caracterização utilizadas foram a microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raio-X (DRX), analise termogravimétrica (TG) a derivada da analise termogravimétrica (DTG). O catalisador foi testado utilizando como reação modelo a redução do p-Nitrofenol a p-Aminofenol, todo o processo foi acompanhado por UV-vis e o que se conclui é uma variação nas velocidades das reações em função da variação do tamanho de partículas presente na espuma ou/e de suas concentrações na mesma.

Os biossensores são dispositivos empregados para a detecção de um analito específico, podendo assim ser no controle de qualidade nos alimentos para determinar a presença de micro-organismos, toxinas ou metabólitos. O presente estudo objetiva desenvolver um biossensor condutométrico, baseado na imobilização de peroxidasse em membranas de quitosana e quitosana com nanopartículas de ouro (AuNP) para a detecção de peroxido de hidrogênio. O trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira etapa foi estudada a obtenção de AuNP empregando agentes redutores biológicos, sendo avaliados três monossacarídeos (glicose, frutose e galactose), três dissacarídeos (sacarose, maltose e lactose), dois biopolímeros (amido e quitosana), assim como os extratos obtidos a partir das folhas de hortelã (Mentha piperita) e cascas de furtas de abacaxi (Ananas comosus), banana (Musa sp. ), maracujá (Passiflora edulis), tangerina (Citrus reticulata). A quitosana mostrou-se como o melhor agente redutor na síntese das AuNP, as quais foram empregadas na segunda etapa para a produção de membranas. Três tipos de membranas foram processadas, membranas de quitosana sem AuNP e membranas de quitosana com AuNP com concentrações de 8 e 11mM., as quais foram caraterizadas morfológica e eletricamente. Finalmente foi avaliada a imobilização da peroxidasse usando quatro tratamentos diferentes, sendo a dispersão da peroxidasse nas soluções filmogênicas precursoras das membranas a mais eficiente. A resposta elétrica destas membranas é dependente da concentração de AuNP e da presença de enzimas, e também foi alterada quando as mesmas foram expostas a soluções de tampão fosfato com diferentes concentrações de peroxido de hidrogênio. Isto constitui o principio de operação dos biossensores condutométricos desenvolvidos neste trabalho. / Biosensors are devices used for detecting a specific analyte, and thus can be used in quality control of food for determining the presence of micro-organisms, toxins or metabolites. The present study aims to develop a conductometric biosensor based on the immobilization of peroxidase in membranes of chitosan and chitosan with gold nanoparticles (AuNP) for the detection of hydrogen peroxide. The work was divided into three stages. In the first stage, methods for obtaining AuNP employing biological reducing agents were studied, evaluating three monosaccharides (glucose, fructose and galactose), three disaccharides (sucrose, maltose and lactose), two biopolymers (starch and chitosan), as well as the extracts obtained from the leaves of mint (Mentha piperita) and husks dost thou pineapple (Ananas comosus), banana (Musa sp), passion fruit (Passiflora edulis), mandarin (Citrus reticulata). Chitosan exhibited the best behavior as reducing agent for the synthesis of AuNP, which were employed in the second step for the production of membranes. Three types of membranes were processed, chitosan membranes without AuNP and chitosan membranes with AuNP with concentrations of 8 and 11mM, which were morphologically and electrically characterized. Finally the peroxidase immobilization was evaluated using four different procedures, being the dispersion of the peroxidase in filmogenic solutions precursor of membranes the more efficient. The electrical response of these membranes, depends on the AuNP concentration and the presence of enzymes, and was also altered when they were exposed to hydrogen peroxide containing phosphate buffer solutions. This constitutes the principle of operation of the conductometric biosensor developed in this work.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work, gold nanoparticles (AuNPs) and nanoclusters (AuNCLs) were prepared by the reduction in diluted solution method, using the amphiphilic copolymer Pluronic F127(PF127) and thiolated Pluronic F127 (PF127-thiol), respectively. The copolymer was functionalized by sterification reaction using thioglycolic acid (TGA). The investigated parameters of synthesis were concentration of the PF127 solution, temperature, as well as, the UV irradiation. The nanosystems were characterized by UV/Vis absorption spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM). Further, the system potentialities were investigated by a catalized reaction and incorporation of a model molecule (baicalein). Morphologies, sizes, polydispersity, amount of reduced ion as welll as kinetics parameters were depedent on the parameters of synthesis. The yeld of the functionalization reaction was 90%, calculated by 1H NMR. Using the PF127-thiol, the surface plasmonic ressonance band (SPR) was undetected and a strong absorption in the UV region observed, which indicated that nanoparticles smaller than 3 nm were obtained (AuNCLs). Catalitic property of the AuNPs were investigated by reduction of p-nitrophenol, in which the AuNPs synthesised by PF127 were more efficent than the systems obtained by citrate reduction. The encapsulation efficiency of the baicalein were around 90%. In conclusion, the synthesis of AuNPs by PF127 is not only adequate to modulate sizes and morphology but also to provide environmental advantage in comparison to some tradicional methods. In addition, these are promissing systems to biologic applications because of the biocompatibility of PF127. / Neste trabalho, nanopartículas e nanoclusters de ouro (AuNPs e AuNCLs, respectivamente) foram obtidos pelo método de redução em solução diluída, empregando o polímero anfifílico Pluronic F 127 não funcionalizado (PF127) e funcionalizado (PF 127-Tiol) como agente redutor/estabilizador, respectivamente. A funcionalização do polímero foi realizada por reação de esterificação com ácido tioglicólico (TGA), inserindo-se grupos tióis terminais. A concentração de PF127 e temperatura de obtenção foram parâmetros variados nos processos, além da incidência ou não de radiação UV. A caracterização dos nanosistemas foi realizada por espectroscopia de absorção no UV-Vis e por microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os sistemas foram testados quanto à atividade catalítica, na redução do p-nitrofenol em borohidreto de sódio e na incorporação de uma molécula modelo, a baicaleína. As diferentes condições de síntese influíram sobre a morfologia, tamanho, quantidade, polidispersão e cinética de formação das nanopartículas. O rendimento da reação de funcionalização, estimado por 1H RMN, foi de 90%. O produto obtido (PF127-Tiol) foi empregado na redução do Au3+ e, nanopartículas menores que 3 nm foram obtidas, nesse caso, AuNCLs, evidenciados pelo desaparecimento da banda SPR e surgimento de uma forte absorção no UV, além da observação por MET. Os sistemas a partir do PF127 foram investigados quanto a aplicação em catálise, na qual as AuNPs preparados utilizando Pluronic foi mais eficiente do que as obtidas por redução por citrato. Na investigação da incorporação de uma molécula modelo, as eficiências de encapsulamento foram superiores a 90%. Dessa forma, esses sistemas mostraram-se promissores para uma diversa gama de aplicações de nanopartículas ou clusters de ouro, tais como na catálise de reações químicas e encapsulamamento de bioativos. A síntese por PF127 mostrou-se uma rota ambientalmente amigável e capaz de modulação nos tamanhos e formas das AuNPs,.Os sistemas ainda são promissores para uso em sistemas biológicos, tendo em vista a biocompatibilidade do PF127.

Gold nanoparticles (AuNPs) have constantly attracted the attention of the scientific and industrial community due to the variety of physicochemical properties presented which are different and considered new properties from those that are evidenced in their mass form. Those new properties are strongly related to their morphology, providing a wide range of possible applications in several areas such as optics, medicine and catalysis. As well known, nanoparticles are thermodynamically unstable and consequently they have an easy tendency to agglomarate. In this context, the synthesis of nanoparticles in a general procedure, in particular the metallic ones, and more particularly the gold ones, need synthesis strategies with adequate growth control in the dynamics formation. Therefore, it becomes a constant challenge to obtain nanostructured materials with high yields and degree of selectivity. Among the various preparation methodologies, the seed-mediated method, seeding, is most commonly used, classically in the presence of Cetyltrimethylammonium bromide (CTABr) as a growth-driving agent. The obtained AuNPs were characterized by Visible Ultraviolet Absorption Spectroscopy (UV-vis) and Electron Transmission Microscopy (MET). These nanoparticles were evaluated in catalytic tests in chemical reduction reactions of p-Nitrophenol, where we investigated the influence of different reaction conditions such as the concentration of the catalyst, the reducing agent, and the optimum concentration and temperature variation. Surfactants were characterized by Ultraviolet Absorption Spectroscopy (UV-vis). Among the catalytic tests, the concentration of the reductant (NaBH4) was decreased from 0.1 mol L-1 to 0.05 mol L-1, 0.025 mol L-1 and 0.0025 mol L-1, between these concentrations, the molar ratio of the substrate/reductant was decreased from 500 to 12.5. The lowest borohydride concentration, 0.0025 mol L-1, gives a longer time to 100% conversion of p-nitrophenol, thus conducting studies varying the temperature of the system, in order to optimize the conversion time. herefore, the reaction was evaluated at temperatures of 25, 35, 45 and 55 °C, observing that with the increase of temperature, the reaction time of the reaction decreased. The reactions had a kinetic profile of pseudo-first order, so the apparent velocity constant was calculated for each reaction and it was observed that the reactions catalyzed by gold nanobastones (AuNRs) had a higher rate constant when compared to gold nanospheres (AuNSs). Finally, the activation energy (Ea) of the system was calculated, where Ea for reactions catalyzed by AuNRs was 70.5 kJ mol-1 and AuNSs obtained 105 kJ mol-1. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As nanopartículas de ouro (AuNPs) tem atraído constantemente a atenção da comunidade científica e industrial devido à variedade de propriedades físico-químicas apresentadas que são diferentes e consideradas novas das que são evidenciadas em sua forma mássica. Tais novas propriedades estão fortemente relacionadas à sua morfologia, proporcionando um grande leque de possíveis aplicações em diversas áreas como em óptica, medicina e catálise. Como se sabe, as nanopartículas são termodinamicamente instáveis e por isso possuem uma fácil tendência de se aglomerarem. Dentro desse contexto, a síntese de nanopartículas de um modo em geral, em particular as metálicas e mais particularmente as de ouro, precisam de estratégias de síntese com controle adequado de crescimento na dinâmica de formação. Portanto, torna-se um constante desafio a obtenção de materiais nanoestruturados com elevados rendimentos e grau de seletividade, .Entre as diversas metodologias de preparação, o método mediado por semente, ou semeadura, é o mais comumente utilizado, classicamente na presença de brometo de cetiltrimetilamônio (CTABr) como um agente direcionador de crescimento. As AuNPs obtidas foram caracterizadas por Espectroscopia de Absorção no Ultravioleta Visível (UV-vis) e por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Posteriormente, estas mesmas nanopartículas foram avaliadas em testes catalíticos em reações de redução química do p-Nitrofenol, onde investigamos a influência de diferentes condições reacionais como a variação da concentração do catalisador, do agente redutor buscando uma concentração otimizada e variação de temperatura.As reações de reduçãoforam caracterizadas por UV-vis. Dentre os testes catalíticos, a concentração do redutor (NaBH4) foi diminuída, de 0,1 mol L-1 para 0,05 mol L-1, 0,025 mol L-1 e 0,0025 mol L-1, entre essas concentrações, a razão molar do substrato/redutor foi diminuída de 500 vezes para 12,5 vezes. A menor concentração de borohidreto, 0,0025 mol L-1, aprensenta maior tempo para 100% de conversão do p-nitrofenol, assim realizou-se estudos variando a temperatura do sistema, com o objetivo de otimizar o tempo de conversão. Portanto a reação foi avaliada nas temperaturas de 25, 35, 45 e 55 °C, observando que com o aumento da temperatura, o tempo de conversão da reação diminuiu. As reações apresentaram perfil cinético de pseudo-primeira ordem, portanto foi calculado a constante de velocidade aparente para cada reação e observou-se que as reações catalisadas por nanobastões de ouro (AuNRs) apresentavam maior constante de velocidade quando comparadas as nanoesferas de ouro (AuNSs). Por fim, calculou-se a energia de ativação (Ea) do sistema, onde a Ea para as reações catalisadas por AuNRs obteve valor de 70,5 kJ mol-1 e por AuNSs obteve 105 kJ mol-1.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-03-03T10:47:21Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ailton Antônio de Sousa Júnior - 2015.pdf: 8825071 bytes, checksum: 2c6c25961d11096534c7e36baa42c260 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-03T11:52:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ailton Antônio de Sousa Júnior - 2015.pdf: 8825071 bytes, checksum: 2c6c25961d11096534c7e36baa42c260 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-03T11:52:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ailton Antônio de Sousa Júnior - 2015.pdf: 8825071 bytes, checksum: 2c6c25961d11096534c7e36baa42c260 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The purpose of this project is to synthesize and characterize heterostructures composed by manganese ferrite nanoparticles (MnFe2O4 NPs) and gold nanoparticles (Au NPs) able to: 1) respond to external alternating magnetic fields, what would enable their use in cancer diagnostic as contrast agentes for magnetic resonance imaging, as well as in cancer treatment via magnetic hyperthermia; 2) respond to eletromagnetic radiation, what would enable their use in cancer diagnostic as contrast agents for X-ray computed tomography (CT), as well as in cancer treatment via photothermal hyperthermia. We evaluate four MnFe2O4-Au heterostructures synthesis protocols. On Protocol 1, we use part of the energy of a laser beam (808 nm, 800 mW) to promote the nucleation of Au NPs at the surface of previously synthesized MnFe2O4 NPs covered by DMSA (dimercaptosuccinic acid). On Protocol 2, we use part of the energy of an alternating magnetic field (333,8 kHz, 17 mT) to promote this nucleation. We also perform an analysis of the influence of MnFe2O4 NPs covering layer, by comparing the ionic surfactants DMSA and sodium citrate. On Protocols 3 and 4, both the magnetic cores (MnFe2O4 NPs) and the metalic cores (Au NPs) are previously synthesized. Therefore, three Au NPs synthesis methods are evaluated. On Protocol 3, we promote the coupling between Au NPs and MnFe2O4-DMSA NPs using part of the energy from the same laser beam used on Protocol 1. On Protocol 4, we promote the coupling between cysteine-covered Au NPs and lysine-covered MnFe2O4 NPs via peptidic reaction between these two aminoacids. Finally, we conduct a comparative analysis between magnetic and photothermal hyperthermia, proposing a method for the determination of the optical SLP (Specific Loss Power). Moreover, we submit some of our samples to CT imaging. Protocol 1 is the best one in terms of covering the magnetic core by Au NPs. Protocol 2 allows the nucleation of Au NPs with diameters greater than the ones obtained via Protocol 1. Protocols 3 and 4 offer nanostructures with better potential with respect to their use as contrast agents in CT. However, the final yield of all four protocols is very low. Comparing magnetic and photothermal hyperthermia, we verify that the optical SLP is two to three orders of magnitude greater than the magnetic SLP under the assessed conditions, what suggests that protocols using laser beams have more energy available for the nucleation/coupling of Au NPs at the surface of MnFe2O4 NPs than those using alternating magnetic fields or simple heating on hot plate. / Este trabalho tem por objetivo sintetizar e caracterizar heteroestruturas compostas por nanopartículas de ferrita de manganês (NPs de MnFe2O4) e nanopartículas de ouro (NPs de Au), capazes de: 1) responder à aplicação de um campo magnético alternado, podendo ser utilizadas no diagnóstico de cânceres enquanto agentes de contraste no imagiamento por ressonância magnética, bem como em seu tratamento via hipertermia magnética; 2) responder à aplicação de radiação eletromagnética, podendo ser utilizadas no diagnóstico de cânceres como agentes de contraste no imagiamento por tomografia computadorizada de raios-X (CT), bem como em seu tratamento via hipertermia fototérmica. Nesse sentido, avaliamos quatro protocolos de síntese de heteroestruturas MnFe2O4-Au. No Protocolo 1, utilizamos parte da energia de um feixe de luz laser (808 nm, 800 mW) para promover a nucleação de NPs de Au à superfície de NPs de MnFe2O4 previamente sintetizadas, recobertas por DMSA (ácido dimercaptosuccínico). No Protocolo 2, utilizamos parte da energia de um campo magnético alternado (333,8 kHz, 17 mT) para promover essa nucleação. Fazemos também uma análise da influência da camada de cobertura das NPs de MnFe2O4, comparando os surfactantes iônicos DMSA e citrato de sódio.Nos Protocolos 3 e 4, tanto os núcleos magnéticos (NPs de MnFe2O4) quanto os núcleos metálicos (NPs de Au) são previamente sintetizados. Para tanto, três métodos de síntese de NPs de Au são avaliados. No Protocolo 3, promovemos o acoplamento de NPs de Au a NPs de MnFe2O4-DMSA utilizando parte da energia proveniente do mesmo feixe de luz laser utilizado no Protocolo 1. No Protocolo 4, promovemos o acoplamento de NPs de Au recobertas por moléculas cisteína a NPs de MnFe2O4 recobertas por moléculas de lisina via reações peptídicas entre esses dois aminoácidos. Finalmente, fazemos um estudo comparativo entre hipertermia magnética e hipertermia fototérmica, sugerindo um método para determinação do SLP (Specific Loss Power) óptico. Além disso, submetemos algumas de nossas amostras ao imagiamento por CT. O Protocolo 1 é o melhor do ponto de vista do recobrimento do núcleo magnético por NPs de Au. O Protocolo 2 permite a nucleação de NPs de Au com diâmetros superiores àqueles obtidos via Protocolo 1. Os Protocolos 3 e 4 oferecem nanoestruturas com melhor potencial quanto à sua utilização como agentes de contraste em CT. Entretanto, o rendimento de todos os protocolos avaliados é muito baixo. Na comparação entre hipertermia magnética e fototérmica, verificamos que o SLP óptico é de duas a três ordens de grandeza superior ao SLP magnético nas condições avaliadas, o que indica que protocolos que fazem uso de luz laser dispõem de mais energia para a nucleação/acoplamento de NPs de Au à superfície de NPs de MnFe2O4 do que aqueles que fazem uso de campos magnéticos alternados ou simples aquecimento em chapa térmica.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-03-14T18:52:47Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Elter Gouveia Gama - 2016.pdf: 9144026 bytes, checksum: d1fc24837019fb8951a0853874963512 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-20T12:24:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Elter Gouveia Gama - 2016.pdf: 9144026 bytes, checksum: d1fc24837019fb8951a0853874963512 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-20T12:24:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Elter Gouveia Gama - 2016.pdf: 9144026 bytes, checksum: d1fc24837019fb8951a0853874963512 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present paper concern to the electrochemical characterization of the gold electrodeposition process into a carbon paste (CP) to produce graphite powder covered by gold. This electrode also was used to study the voltammetric features of dopamine oxidation. The voltammetric study of gold electrodeposition process indicated that for MCPE-oily, the reduction of AuCl4 - occurs from potentials more negative than ~+0.60 V (peak at ~+0.35 V) and gold oxidation from potential more positive than ~+0.40 V (peak at +0.65 V). For MCPE-aqueous, without and with glycerol, the reduction of AuCl4 - occurred from potentials more negative than ~+0.73 V (peak at ~0.40 V) and the gold oxidation from more positive potentials than ~ +0.25 V (peak at +0.57 V). These processes were dependents on the gold ion concentration into the CP. It was also verified that the Au(III) reduction probably occurred throughout of the MCP volume, but not homogeneously. It was verified that the reduction process takes place preferably in the MCP interface/aqueous NaCl solution and decreased toward the interior of the PC. In addition, it was observed that the process of gold electrodeposition on the MCPE behaves as a quasi-reversible system, thereby indicating that the system has a strong dependence on the mass transport (diffusion and migration) and electron transfer. In addition, it was found that the cathodic peak currents for MCPE-aqueous were higher than the MCPE-oily, indicating that the reduction kinetics in aqueous medium is highest, probably due to the increase in the mass transport rate in aqueous solution. Studies using factorial design with the oily and aqueous MCPE indicated that the factors: HAuCl4 concentration in the PC, deposition charge and the additive presence affected the performance of the MCPEs in ferrocyanide solution. Micrographs obtained by scanning electron microscopy (SEM) for oily and aqueous MCPE indicated that the gold electrodeposit occurred on some graphite flakes with an homogeneous layer of gold. The TEM images of the graphite powder with gold electrodeposit for MCPE-oily showed gold particles with dimensions of 52.1 nm to 281.5 nm distributed evenly over the graphite flake. X-ray diffraction analisys indicated that the gold electrodeposit was polycrystalline. The dopamine (DA) oxidation was dependenting on the electrodeposition parameters and DA solution composition. The analytical curve for the DA oxidation in NaCl/NaS2O5 did not provide adequate linearity, being influenced by the DA/NaS2O5 ratio and acidity solution. / O presente trabalho trata da caracterização eletroquímica do processo de eletrodeposição de ouro dentro de uma pasta de carbono (PC) para produzir pó de grafite recoberto com ouro. Este eletrodo também foi utilizado para estudar o perfil voltamétrico da oxidação de dopamina. O estudo voltamétrico do processo de eletrodeposição indicou que para o EPCM-oleoso a redução de AuCl4 - ocorre a partir de potenciais mais catódicos que ~+0,60 V (pico em +0,35 V), e a oxidação de ouro a partir de potenciais mais anódicos que ~+0,40 V(pico em +0,65 V). Para o EPCM-aquoso sem e com glicerol a redução de AuCl4 - ocorreu a partir de potenciais mais negativos que ~+0,73 V (pico em ~0,40 V) e oxidação de ouro ocorre a partir de potenciais mais positivos que ~+0,25 V (pico em +0,57 V). Estes processos foram dependentes da concentração de íons ouro na PC. Verificouse também, que a redução do Au3+ provavelmente ocorre em todo o volume da PCM, porém não homogeneamente. Quanto a extensão da eletrodeposição, observou-se que o para os EPCMs oleosos e aquosos o processo de redução ocorre preferencialmente na interface PCM/solução aquosa de NaCl e diminuiu em direção ao interior da PC. Ademais foi observado que o processo de eletrodeposição de ouro no EPCM comporta-se como um sistema quase-reversível, indicando com isso que o sistema tem uma forte dependência do transporte de massa (migração e difusão) e transferência de elétrons. Ademais, observou-se que as correntes de pico catódico para os EPCMs aquoso foram maiores do que os EPCMs oleoso, indicando que a cinética de redução em meio aquoso é maior possivelmente devido a maior velocidade no transporte de massa no meio aquoso. Estudo por planejamento fatorial realizado com EPCM oleoso e aquoso indicou que os fatores (concentração de HAuCl4 na PC, carga de deposição e presença de aditivo) afetaram a performance dos EPCMs em solução de ferrocianeto. Micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) para o EPCM oleoso e aquoso indicaram que a eletrodeposição de ouro ocorreu sobre algumas placas de grafite com uma camada homogênea de ouro. As imagens de MET do pó de grafite com ouro eletrodepositado para o EPCM oleoso mostraram partículas de ouro com dimensões de 52,1 nm a 281,5 nm, distribuídas sobre as placas de grafite. Análise por difração de raios X, indicou que houve eletrodeposição de ouro policristalino no pó de grafite. A oxidação de dopamina foi dependente dos parâmetros de eletrodeposição e da composição da solução de DA. A curva analítica para a oxidação DA em NaCl/Na2S2O5 não apresentou linearidade adequada, sendo influenciada pela razão DA/ Na2S2O5 e acidez da solução.

Orientador: René Alfonso Nome Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T09:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferbonink_GuilhermeFerreira_M.pdf: 3339040 bytes, checksum: ef20418e159acb6b4683d177155e28be (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Nos últimos anos, várias descobertas vêm sendo realizada sobre como características intrínsecas de um dado sistema podem afetar a transferência eletrônica de energia. Um dos objetivos desta pesquisa é estudar experimentalmente como a estrutura vibrônica pode afetar a transferência eletrônica de energia em moléculas orgânicas segundo o modelo de Förster. Utilizando um sistema molecular com sobreposição espectral sobre bandas vibrônicas bem definidas, podemos verificar experimentalmente que o abaixamento da intensidade de emissão do doador unicamente nos comprimentos de onda de absorção do receptor caracteriza transferência de energia pelo modelo emissivo. Abaixamento da intensidade integrada de emissão caracteriza transferência de energia pelo mecanismo de Förster. A taxa de transferência de energia pelo mecanismo de Förster foi mais significativa quando a sobreposição espectral ocorre nas bandas vibrônica 0-1,0-2 ao invés da banda 0-0. Na segunda parte do trabalho realizado, aplicamos a técnica de absorção transiente para o estudo de nano prismas de ouro depositados sobre dois substratos diferentes. Neste trabalho, nós descrevemos a preparação e caracterização de matrizes isoladas de nanoprismas triangulares de ouro sobre o vidro contendo uma camada de ITO por litografia de nanoesferas. O espectro de absorção linear de Au / vidro e Au / ITO / vidro exibe ressonância de plásmon de superfície em 800 nm e 870 nm, com um deslocamento para o vermelho de 70 nm associado ao índice de refração de ITO. Foram realizadas medidas de espectroscopia de uma única cor de bombeio e prova com resolução temporal de 100 fs em comprimentos de onda inferiores a ressonância, em ressonância, e acima da ressonância de plásmon de superfície para cada um destes dois sistemas. A dinâmica ultra-rápida em ambos os sistemas pode ser bem descrita com um modelo que contabiliza o espalhamento elétron-elétron, o acoplamento elétron-fônon, e oscilações acústicas no término do resfriamento da estrutura de ouro. Os resultados para as nanopartículas de ouro, para cada um dos comprimentos de onda são bem descritos como tendo índice de refração complexo com dependência do comprimento de onda, que modula os sinais de bombeio e prova medidos / Abstract: Structure-property relationships for electronic energy transfer have been investigated in recent years. One of the goals of the present research is to perform an experimental study vibronic structure effects in electronic energy transfer between small organic molecules according to Forster¿s model. We have chosen organic molecules with well-defined spectral overlap between vibronic bands, which enabled us to experimentally characterize a decrease in donor emission intensity at the acceptor absorption wavelengths thereby indicating radiative energy transfer. A decrease in the emission integrated intensity characterizes energy transfer by the Forster mechanism. Forster energy transfer rates were higher when the spectral overlap involved 0-1 and 0-2 vibronic bands rather than 0-0 band. In the second part of this work, we have employed ultrafast transient absorption spectroscopy to investigated gold nano prisms deposited over two different substrates: Au over glass (Au/glass) and Au over ITO deposited on glass (Au/ITO/glass). In the present work, we describe the preparation and characterization of these two samples employing the nanosphere lithography technique. The linear absorption spectra of Au/glass and Au/ITO/glass respectively show surface plasmon resonances at 800 nm and 870 nm, with a 70nm redshift attributed to the ITO refractive index. We have performed femtosecond one-color pump-probe measurements with 100 fs time resolution below the surface plasmon resonance, at resonance, and above the surface plasmon resonance for each of these two systems. For both systems, the ultrafast dynamics can be well described with a model that takes into account electron-electron scattering, electron-phonon coupling, phonon-phonon coupling and acoustic damping. The wavelength-dependence observed can be explained in terms of the sample frequency-dependent complex refractive index which modulates the measured pump-probe signals / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Philosophiae Doctor - PhD / The need for clean, non-toxic drinking water supplies, free of pollutants and metal contamination is vital in impoverished areas and the developing world alike. With this in mind, the development of accurate, inexpensive, portable and simple devices for remote sensing applications is therefore pivotal for early detection and the prevention of illnesses. Over the last two decades, adsorptive stripping voltammetry (AdSV) has emerged as a superior detection method over common analytical techniques due to its low-cost instrumentation, unskilled labour and ability to detect a wide range of analytes. / 2020-08-31

L'objectif de ce travail est de construire des objets moléculaires unidimensionnels et assez longs pour devenir des jonctions moléculaires entre deux nanoélectrodes métalliques insérables dans des nanodispositifs dédiés à ces mesures électriques.Après une étude bibliographique, nous proposons la construction de fils moléculaires solubles à partir d'unités de répétitions adaptées, enchaînées de manière parfaitement définie et contrôlée pouvant atteindre des longueurs élevées, comprises entre 8 et 11,6 nm, pour les plus longs d'entre eux. Trois familles homogènes de fils, basés sur la répétition contrôlée du motif bisthiénylène-1,4-dialkoxyphénylène, ont été élaborées et tous les composés ont été caractérisés en accordant une attention particulière aux propriétés électroniques de ces oligomères. Deux de ces familles de fils proposent des oligomères capables de se lier à des électrodes d'or et la démonstration du greffage des modèles préparés a été réalisée.Afin de faciliter les mesures des propriétés de transport des fils moléculaires, l'élaboration d'un photoswitch moléculaire insérable au sein des fils précédents a été réalisée. Parallèlement, la synthèse efficace de nanoparticules d'or stables et fonctionnalisées de manière adaptée a été faite pour l'évaluation de nos fils 1D au sein de gaps inter-électrodes de 20 nm. Pour de meilleures propriétés de transport, un travail prospectif sur des enchaînements conjugués, incluant des motifs à faible bande interdite, a été réalisé en s'appuyant sur une évaluation préalable des propriétés électroniques des structures par des calculs théoriques. La synthèse des cibles a été réalisée et leurs propriétés électroniques expérimentales ont été confrontées aux prédictions théoriques. / This work aims at building 1D and long enough molecular objects in order to become molecular junctions between two metallic nanoelectrodes which can be implemented in nanodevices dedicated to electrical measurements.After a bibliographic study, soluble molecular nanowires building is proposed from suitable repeating units, in well-defined and controlled sequences which can reach high lengths between 8 and 11.6 nm, for the longest of them. Three homogeneous families of wires, based on the bisthienylene 1,4- dialkoxyphenylene repeating unit, have been built and all the compounds have been fully characterized, focusing to the electronic properties of these oligomers. Two of these wires families are made of oligomers bearing adapted anchoring groups to gold electrodes and the capability of these prepared targets anchoring properties have been demonstrated.In order to make molecular wires transport properties easier, a molecular photoswitch has been designed in order to be easily included inside the precedent nanowires. At the same time, an efficient synthesis of stable gold nanoparticles which are suitably functionalized has been realized in order to value our 1D wires in 20 nm wide inter-electrodes nanogaps.For better transport properties, a prospective work about including low band gap moieties conjugated sequences has been realized from a preliminary theoretical valuation of electronic properties of the structures. The synthesis has been achieved and experimental electronic properties have been faced and compared to theoretical predictions.