Esta tese tem como objetivo o estabelecimento de bases técnicas para o dimensionamento de aproveitamentos híbridos hidrelétricos fotovoltaicos. Nesse sentido, investigam-se o funcionamento e a viabilidade técnica de uma configuração para esses aproveitamentos quanto aos efeitos de diferentes capacidades das baterias ou perfis de demanda, entre outros fatores. A tese traz à tona a questão da complementariedade entre fontes de energia, avaliando a influência de diferentes gradações de complementação entre as energias hídrica e solar e caracterizando essa complementariedade ao longo do Estado do Rio Grande do Sul. O sistema estudado é constituído por dois aproveitamentos, um hidrelétrico e outro fotovoltaico, operando em paralelo para atender a demanda. O desempenho foi investigado a partir da proposição de uma metodologia de análise, que consiste em um balanço energético baseado em disponibilidades energéticas idealizadas, resultando em um parâmetro para comparação de desempenho (um índice de falhas no atendimento). A idealização dos dados permite investigar a influência de determinado parâmetro, “filtrando” os efeitos de outros fatores (como condições climáticas). A avaliação dos efeitos da complementariedade foi efetuada pela proposição de índices matemáticos adimensionais. As simulações confirmaram tendências esperadas, como o aumento das falhas para baterias de menor capacidade e para menor complementariedade no tempo ou a redução das falhas para perfis com picos de demanda ao meio dia, entre outras, e mostraram como pequenas variações na capacidade das baterias, na potência hidrelétrica instalada ou na área dos módulos fotovoltaicos podem influenciar o desempenho do sistema. Uma avaliação da “aderência” dessas idealizações com a realidade foi obtida com simulações a partir de dados reais e com uma simulação experimental. Em ambos os casos houve forte semelhança qualitativa dos resultados, mostrando a influência de efeitos climáticos e de outros fatores sobre o comportamento dos componentes do sistema. Os ensaios experimentais foram realizados em duas bancadas, uma no Laboratório de Energia Solar, da Escola de Engenharia, e a outra no Laboratório de Ensino de Hidráulica, do Instituto de Pesquisas Hidráulicas, ambos nesta Universidade. Os resultados experimentais forneceram também subsídios para definir o controle do sistema, mostrando como deve ser o controle de carga das baterias e a inserção da corrente fornecida pelo gerador hidrelétrico. Enfim, foram estabelecidas diretrizes para o dimensionamento de aproveitamentos hidrelétricos fotovoltaicos com base na aplicação da metodologia proposta para análise, além de ter sido avaliada de forma expedita a aplicabilidade desse tipo de sistema de geração no Estado. / This thesis purposes to establish the technical bases for component sizing of hydroelectric photovoltaic hybrid plants. In this sense, the operation and technical viability of a specific configuration of these plants were investigated with regard to the effects of different battery capacities or demand profiles, among others. The thesis deals with the question of complementarity between energy resources, evaluating the influence of different complementarity gradations between hydro and solar energies and describing this complementarity along the State of Rio Grande do Sul. The studied system consists of two plants, a hydroelectric and a photovoltaic, operating in parallel to supply the consumers. The performance was investigated from the proposition of an analysis methodology, based on an energetic balance with idealized resources availability, resulting into a comparison parameter (a supply failure index). The data idealization allows to investigate the influence of each parameter, filtering off another effects (as climatic conditions). The complementarity effects were evaluated from the proposition of adimensional mathematical indexes. Expected tendencies, like an increase of failures due to smaller battery capacities and smaller time complementarity, or a decrease due to demand profiles with peak of demand concentrated at noon, were confirmed by the computational simulations, as well as how small variations of battery dimension, of installed hydro power and of photovoltaic area affects the system performance were also demonstrated by these simulations. The simulation with real meteorological data and an experimental simulation provides an evaluation of the adherence of idealizations with reality. In both cases, there was a strong qualitative similarity between results, showing the influence of climatic conditions and other factors on the system performance. The experimental tests were performed at Laboratório de Energia Solar, Escola de Engenharia, and at Laboratório de Ensino de Hidráulica, Instituto de Pesquisas Hidráulicas, in this University. The laboratory experiments results in information to define the control of the system, showing how to control the charge of batteries and how to insert the hydro power into the dc bus. Finally, technical bases for sizing methodology of hydro photovoltaic plants were established, based on the analysis methodology proposed. The aplicability of these kind of energy system was also evaluated.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1971_1.pdf: 1243968 bytes, checksum: c2b0ffac3863dd2dac1588531b3c8f78 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho propõe e avalia sistemas híbridos para organização automática de documentos texto baseado em Mapas Auto-Organizáveis (do inglês Self-Organizing Maps - SOM). O objetivo é obter um sistema que ao combinar SOM com outros algoritmos de agrupamento seja capaz de gerar mapas de documentos de qualidade a um custo computacional baixo para grandes coleções de documentos texto. Um mapa de documentos é resultado de pós-processamento de uma rede neural SOM treinada com os vetores representativos dos documentos de uma coleção. Um mapa de documentos é considerado de boa qualidade quando este representa bem as relações de similaridade de conteúdo entre documentos de uma coleção. Um mapa de documentos possibilita a organização de uma coleção de documentos texto de acordo com a similaridade de conteúdo e tem aplicação na melhoria dos processos de recuperação de informação, exploração, navegação e descoberta de conhecimento sobre uma coleção. Vários trabalhos na literatura de redes neurais têm utilizado SOM para criar mapas de documentos. Entretanto, o treinamento de redes SOM ainda é uma tarefa cara computacionalmente para grandes coleções de documentos texto. Alguns métodos propostos na literatura para construir mapas de documentos mais rapidamente reduzem drasticamente a qualidade do mapa gerado; além disso, sistemas híbridos envolvendo SOM com outros algoritmos de agrupamento têm sido pouco investigados na literatura. Estes fatos motivaram o presente trabalho. Os resultados mostram que a combinação cuidadosa de algoritmos tradicionais de agrupamento como K-means e Leader com redes SOM é capaz de produzir sistemas híbridos bastante eficientes. Por este motivo, sistemas híbridos foram propostos, visando à construção automática de mapas de documentos com qualidade e a um custo computacional mais baixo. Estes sistemas híbridos representam um avanço na área de sistemas de organização automática de documentos texto, bem como sistemas neurais híbridos baseados em SOM, fornecendo resultados importantes para diversas aplicações práticas no projeto de sistemas, tais como engenhos de busca, sistemas para bibliotecas digitais e sistemas para descoberta de conhecimento em texto

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4688_1.pdf: 4224300 bytes, checksum: 5f4bb538857dd8208cfa3ccf53698502 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Esta dissertação investiga a utilização de Sistemas Híbridos Inteligentes no sistema de reconhecimento de padrões de um nariz artificial. O trabalho envolve cinco partes principais: (1) avaliação da base de dados de odores a partir de uma técnica estatística multivariada; (2) validação das Redes Neurais com Atrasos no Tempo no reconhecimento de odores; (3) avaliação da Transformada de Wavelets como método de pré-processamento de sinais de odores em abordagens conexionistas; (4) avaliação de abordagens híbridas inteligentes para o reconhecimento de odores em narizes artificiais; e (5) o estudo de caso. Duas arquiteturas híbridas inteligentes foram investigadas em detalhes: a rede neuro-difusa Feature-weighted Detector, que permite a classificação de padrões, seleção dos atributos mais importantes e extração de regras explicativas da rede; e a rede neuro-difusa Evolving Fuzzy Neural Networks, que possibilita o aprendizado on-line e incremental, além da inserção, extração e agregação de conhecimento em sua arquitetura evolutiva. Foram analisados sinais gerados por um nariz artificial, composto por um conjunto de oito sensores de polímeros condutores, exposto a gases derivados do petróleo. A utilização da Transformada de Wavelet melhorou consideravelmente o desempenho dos classificadores conexionistas. Nos experimentos realizados, as Redes Neurais com Atrasos no Tempo obtiveram um erro médio de classificação de 0.75%, enquanto que as Redes Perceptron Multi-Camadas obtiveram um erro médio de 11.5%. Dentre as abordagens hibridas investigadas, a rede Feature-weighted Detector, obteve um erro médio de classificação de 20.72% e a rede Evolving Fuzzy Neural Networks obteve um erro médio de 0.88% na classificação dos odores.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:00:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6095_1.pdf: 962733 bytes, checksum: cd84cd8cc40e4c53ea64a83ca746aa93 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Pesquisas sobre o funcionamento da fisiologia do corpo humano têm contribuído para a evolução dos Sistemas Imunológicos Artificiais. Este trabalho procura investigar uma arquitetura de reconhecimento a partir de observações do comportamento imunológico natural. Algumas funcionalidades foram observadas e estudadas no ambiente biológico para modelar esta abordagem imunológica. As principais são a organização e o agrupamento de anticorpos (Ab) semelhantes durante todo o processo. Acredita-se que estas funcionalidades poderiam melhorar a capacidade de reconhecimento dos algoritmos imunológicos artificiais. Esta tecnologia procura modelar características e funcionalidades do mecanismo de defesa dos seres vivos. Este mecanismo permite que o organismo possa defender-se da invasão de substâncias estranhas. O Sistema Imunológico Natural procura armazenar em uma memória genética os melhores anticorpos encontrados. Futuramente eles são usados para identificar os antígenos já apresentados ao organismo e obter uma resposta mais rápida e eficaz. Para analisar o desempenho deste novo modelo, ele foi comparado com outras técnicas conhecidas. Foram utilizados a MLP (Multi-Layer Perceptron), o k-NN (k-Nearest Neighbour) e o Clonalg (Clonal Selection Algorithm). Assim foi possível estimar a contribuição deste novo modelo na pesquisa de Sistemas Imunológicos Artificiais para o problema de reconhecimento de padrões

Nesse trabalho, foi investigada a obtenção de novos materiais a partir de reações de hidrólise e condensação ácida do (3-aminopropil)trimetoxisilano, que resultaram na formação de nanoestruturas híbridas com grupos amônios e contraíons cloreto (POSS-NH3Cl). As nanoestruturas posteriormente foram submetidas a trocas iônicas durante 0,5, 2, 12 e 48 h, para remoção dos íons cloreto. As análises titulométricas mostraram que a troca iônica ocorreu parcialmente. As partículas de POSS-NH2 formadas apresentam predominância de estruturas em forma de gaiola (T8) octafuncionalizadas. Após a troca iônica, as nanoestruturas possuem capacidade de se autoassociar por meio de interações eletrostáticas formando estruturas do tipo blackberry com aproximadamente 100 nm. Os aglomerados de POSS-NH2 são formados por partículas primárias com tamanho de 1,4 nm em forma de fractal de massa e tamanho de correlação () dependente da quantidade do tempo de troca iônica. Devido à característica eletrostática das partículas foi possível obter filmes híbridos opticamente transparentes com elevado grau de hidrofilicidade. As nanopartículas de POSS-NH2 foram utilizadas como aditivo de lubrificantes de fontes renováveis (ácidos graxos) por meio de reações de amidação direta assistida por micro-ondas, sem o uso de catalisadores. A formação das ligações amidas foi constatada por meio das técnicas FTIR e RMN de 1H, onde observaram-se bandas de deformação angular do NH em 1550 cm-1 e 1120 cm-1 e o aparecimento de um singleto alargado em 6,50 ppm (N-H). Em termos estruturais, para o biolubrificante foi constatado que uma molécula de ácido graxo liga com uma molécula de POSS-NH2, entretanto foi notada ainda a existência de aglomerados após a amidação, conforme resultados de MET dos lubrificantes. O uso de POSS-NH2 reduziu a taxa de oxidação dos biolubrificantes com dependência do tempo de troca iônica das partículas. Todos os biolubrificantes apresentaram comportamento reológico newtoniano, e a viscosidade a 25ºC mostrou-se dependente da quantidade de partículas e não do tempo de troca iônica. A adição de nanopartículas de POSS-NH2 melhorou o desempenho dos biolubrificantes aplicados em superfícies metálicas, visto que tribossistema estudado apresentou valores inferiores e mais estáveis de coeficiente de atrito em comparação com o óleo base. Além disso, os biolubrificantes apresentaram uma elevada capacidade do suporte de carga, que representa a carga crítica para a ocorrência de engripamento (scuffing) do sistema. A resistência ao desgaste das superfícies metálicas variou com a adição de partículas no óleo lubrificante e com os tempos de troca iônica adotados para a síntese das partículas. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS / In this work, was investigated the obtaining of new materials from the hydrolysis and acid condensation reactions of (3-aminopropyl) trimethoxysilane, which resulted in the formation of hybrid nanostructures with ammoniums groups and counter ions chloride (POSS-NH3Cl). The nanostructures were subjected to ion exchange procedures for 0.5, 2, 12 and 48 h for the removal of chloride ions. The titrimetric and volumetric results showed that the ion exchange occurred partially. The synthesized particles are predominantly POSS-NH2 cage-shaped structures (T8). After the ion exchange, the nanostructures have ability to selfassembly through electrostatic interactions forming the blackberry-like structures with approximately 100 nm. The POSS-NH2 cluster are formed by primary particles with a size of 1.4nm structured in form of a mass fractal with correlation length () dependent on the ion exchange time. Due to the electrostatic characteristic of the particles was possible obtained hybrid films optically transparent with a high degree of hydrophilicity. POSS-NH2 nanoparticles were used as additive of lubricants of renewable sources (fatty acids) by means of microwave-assisted direct reactions of amidation, without the use of catalysts. The formation of amide bonds were confirmed through the FTIR and 1H NMR techniques, where angular deformation bands in NH in 1550 cm-1 and 1120 cm-1 and the appearance of an enlarged singlet in 6.50 ppm (NH) were observed. The biolubricants was found that an alloy fatty acid molecule with a POSS, but has not yet noticed the existence of agglomerates after amidation, as TEM results of biolubricants. The POSS-NH2 are bonded individually to only one fatty acid molecule, however it was noted the existence of cluster after amidation reactions, as observed in TEM results of the biolubricants. The addition of POSS-NH2 nanoparticles reduced the oxidation rate of the biolubricants and has dependence on the ion exchange time. All the biolubricants showed a Newtonian rheological behavior and the viscosity at 25°C dependent on the amount of particles and not the exchange time. The addition of POSS-NH2, improved the performance of the biolubricants applied on metallic surfaces, since the studied sliding pair showed lower and more stable values of coefficient of friction, as compared to the base oil. Moreover, the biolubricants showed a high load support capacity, which represents the critical load for the scuffing occurrence of the system. The wear resistance of the metallic surfaces changed with the addition of POSS particles in the lubricant oil and with the ionic exchange time adopted for the synthesis of the particles.

Neste trabalho, filmes híbridos produzidos pela técnica da automontagem eletrostática camada-por-camada foram preparados usando-se Polioxometalatos do tipo Keggin, ácido fosfotúngstico (HPW) e o complexo monolacunar K(TPA)4[PW11O39Mn(OH2)] alternados via um polímero catiônico, poli(cloreto de alilamônio) (PAH). O filme que continha uma pré-camada de adsorção de PDMS, juntamente com 5 bicamadas de PAH e HPW apresentou um melhor comportamento eletroquímico em filmes formados sobre óxido de índio e estanho (ITO). Em função disso, este filme foi caracterizado através de Espectroscopias de Absorção na região do Ultra-Violeta Visível (UV-vis), de Absorção-Reflexão na Região do Infra-vermelho (FT-IRRAS) e de Ressonância de Plásmons de Superfície (SPR). Foi constatado por FT-IRRAS que parte da camada de PDMS está se difundindo para a superfície quando as bicamadas de PAH e HPW vão sendo preparadas. Imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo (MEV-EC) confirmam esta hipótese. Espectroscopia de SPR indicou que tanto a adsorção de PAH quanto a de HPW ocorrem em tempos curtos. Experimentos de Voltametria Cíclica com [Fe(CN)6]3-mostraram que este filme é poroso. Resultados de Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X (XPS) comprovaram que PDMS protege o substrato contra corrosão. Esse mesmo filme pôde ser utilizado numa aplicação de caráter ambiental. Ele foi capaz de detectar melamina e atrazina em concentrações 4.10-8 mol.L-1 e 1.10-6 mol.L-1 respectivamente. Filmes contendo 5 bicamadas de PAH e K(TPA)4[PW11O39Mn(OH2)] mostraram comportamentos similares referentes à queda da eletroatividade para arquiteturas iniciadas com PAH e PDMS. O filme com 5 bicamadas de PAH e K(TPA)4[PW11O39Mn(OH2)] iniciado com PAH não mostrou comportamento eletrocatalítico para a oxidação de triazinas. / In this work, self-assembled hybrid layer-by-layer films were prepared using Keggin type polyoxometalates, phosphotungstic acid (HPW) and the monolacunary complex K(TPA)4[PW11O39Mn(OH2)] alternated by a cationic polymer, poly(allylamine hydrochloride) (PAH). The film containing 5 bilayers of PAH and HPW deposited on a PDMS cushion exhibited better electrochemical behavior onto indium tin oxide (ITO) electrodes. So, this film was characterized by UV-vis spectroscopy, Fourier transformed infrared reflection adsorption spectroscopy (FT-IRRAS) and Surface Plasmon Resonance Spectroscopy (SPR). FT-IRRAS results showed that PDMS is going to the top of the bilayers of PAH and HPW when the film is prepared. Images of the Scanning Electronic Microscopy with field emission guns (FEG-SEM) confirm this fact. SPR spectroscopy results showed adsorption times of PAH and HPW short. Cyclic Voltammetry experiments with [Fe(CN)6]3- for the film confirm that it is porous. X-Ray Photoelectron spectroscopy (XPS) proved that in this film PDMS is present and it is responsible by protection against corrosion of substrate. This film can be used for environmental application. It was able to detect melamine and atrazine in concentrations of 4.10-8 and 1.10-6 mol.L-1 respectively. Films containing 5 bilayers of PAH and K(TPA)4[PW11O39Mn(OH2)] exhibited similar electrochemical behaviors for the decrease in the electroactivity for cushions of PAH and PDMS. The film with 5 bilayers of PAH and K(TPA)4[PW11O39Mn(OH2)] with PAH cushion does not exhibited electrocatalytic behavior for oxidation of triazines.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo585_1.pdf: 3148791 bytes, checksum: 99592ab8da71c7ee4333369fdcc9b65a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Estudamos vários aspectos do transporte coerente em amostras mesoscópicas acopladas a diferentes tipos de reservatórios de partículas. A maior parte do trabalho foi desenvolvida usando a teoria de matrizes aleatórias. Uma qualidade unificadora na aplicação deste formalismo em diferentes sistemas foi o uso de um modelo de estube. Generalizamos a parametrização da matriz de espalhamento do modelo de estube para ser utilizada num circuito quântico com topologia arbitrária acoplado a reservatórios normais, e estabelecemos um conjunto de regras através das quais as matrizes da parametrização podem ser construídas. Como aplicação de tal generalização, calculamos a correção de localização fraca da condutância para uma cadeia linear de cavidades caóticas quânticas acopladas através de contatos com transparência arbitrária, e para quatro cavidades acopladas com a topologia do quadrado. Estudamos o fator Fano de uma cavidade caótica conectada a reservatórios ferromagnéticos com magnetizações não colineares. Apresentamos um conjunto de parâmetros livres para cada conector deste sistema híbrido, suficiente para calcular qualquer observável com estatística linear nos autovalores de transmissão. Encontramos expressões analíticas para estes parâmetros nos casos de contatos ideais e junções de tunelamento. Analisamos o comportamento da condutância e do fator Fano de uma cavidade caótica com simetria de reversão temporal quebrada, acoplada a um reservatório normal e a outro supercondutor. Este estudo revelou uma transição entre localização e antilocalização na correção da condutância, completamente induzida pela transparência das barreiras. Fizemos simulações numéricas para calcular as distribuições dos primeiros quatro cumulantes de carga transmitida num ponto quântico caótico, acoplado a reservatórios normais por contatos com poucos canais de transmissão abertos. Observamos a existência de não analiticidades nas distribuições, e explicamos teoricamente as causas de sua aparição e como calcular sua localização exata na distribuição. Usando a teoria quântica de circuito, descrevemos um sistema de multicamadas normais e ferromagnéticas alternadas, escolhendo a configuração das magnetizações das camadas ferromagnéticas de forma helicoidal

Made available in DSpace on 2014-06-12T22:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4316_1.pdf: 3596641 bytes, checksum: bee613b732decae2947eb1c32de138da (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Materiais híbridos entre géis de polifosfato de alumínio e ferro, polianilina e materiais carbonáceos, foram sintetizados e utilizados como materiais para eletrodos na construção de dispositivos eletroquímicos. Os géis de polifosfato de alumínio e ferro, os materiais carbonáceos, bem como os híbridos formados entre estes materiais e a polianilina, foram caracterizados por diversas técnicas, tais como, análise termogravimétrica, espectroscopia Raman, espectroscopia de UV-vis, espectroscopia de IV, espectroscopia de impedância, difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de transmissão e medidas de área superficial BET. Com os materiais de eletrodos sintetizados, foram montados dois tipos de dispositivos eletroquímicos: baterias e capacitores. As baterias foram montadas com os materiais híbridos sendo utilizados como catodos, zinco como anodo e, como eletrólito, NH4Cl e ZnCl2 aquosos e caracterizadas por descarga a corrente constante. A bateria construída com o carbono grafite foi a que apresentou o melhor desempenho. Duas séries de capacitores foram montadas utilizando-se os materiais sintetizados como eletrodos: uma das séries com a presença do polímero condutor e a outra sem o polímero. Os capacitores foram caracterizados por espectroscopia de impedância eletroquímica, ciclagem galvanostática e voltametria cíclica. Os capacitores cujos eletrodos continham a polianilina apresentaram valores de capacitância maiores que os capacitores sem esse polímero, chegando a 117 F·g-1, para o capacitor cujo eletrodo continha o gel de polifosfato de alumínio e ferro, carbono esfera e polianilina. Os capacitores apresentaram energia e potência específicas que os classificam como sendo supercapacitores, cujos valores se aproximam aos de dispositivos semelhantes reportados na literatura. Os resultados demonstraram que os materiais sintetizados são promissores para a confecção dos eletrodos a serem utilizados em baterias e capacitores, tanto devido as suas propriedades, quanto à relativa simplicidade da sua síntese

Os compostos amônio quaternários (CAQ) e as nanopartículas de prata (AgNPs) são extensamente conhecidos por suas atividades antibacterianas. Neste contexto o silsesquioxano iônico contendo o grupo catiônico 1,4-diazôniabiciclo[2,2,2]octano (SiDb(NO3)2) foi utilizado como agente estabilizante de AgNPs em meio aquoso, possibilitando a obtenção de nanopartículas de prata estáveis na forma esféricas com diâmetros médios inferiores a 10 nm. Mesmo em concentrações baixas de prata (1.1 μg.mL-1), o sistema AgNPs/SiDb(NO3)2 apresenta excelente atividade antibacteriana contra as bactérias E. coli e S. aureus, como também baixa citotoxicidade. Também foram produzidos filmes finos, sobre substratos de vidro, com o sistema AgNPs/SiDb(NO3)2. Os filmes de AgNPs apresentaram excelentes atividades bacteriostática e bactericida contra as bactérias E. coli e S. aureus. Portanto, o sistema AgNPs/SiDb(NO3)2 é muito promissor para ser aplicado como agente antibacteriano na forma de dispersão aquosa ou de filme fino. / The quaternary ammonium compounds (QAC) and silver nanoparticles (AgNPs) are widely known for their antibacterial activities. In this context, the ionic silsesquioxane containing the cationic group 1,4- diazoniabicyclo [ 2,2,2 ] octane and the nitrate group as counter ion (SiDb(NO3)2) was used as a stabilizing agent of AgNPs in aqueous medium, making possible to obtain stable silver nanoparticles with spherical shape and average diameters below 10 nm. Even at low silver concentration (1.1 μg.mL-1), the AgNPs/SiDb(NO3)2 system shows excellent antibacterial activity against E. coli and S. aureus bacteria, as well as low cytotoxicity. Thin films of AgNPs/SiDb(NO3)2 system were made on glass substrates. The films of AgNPs showed excellent bacteriostatic and bactericidal activity against E. coli and S. aureus bacteria. Therefore, the AgNPs/SiDb(NO3)2 system is very promising to be applied as antibacterial agent as water dispersion or film form.

[EN] The outstanding physico-chemical properties of graphene have gained considerable interest of the scientific community in last years due to the wide variety of applications in which this material could be used. In this doctoral thesis new nanomaterials based on graphene has been developed and their uses in fields such as Li-ion batteries, photocatalytic generation of hydrogen and photovoltaics have been studied. It has been shown that grapene oxide can be combined with other layered materials such as hydrotalcites and, after chemical reduction by pyrolysis, it is possible to obtain hybrid materials (metal oxides-reduced graphene oxide) that can be employed as anodes in Li-ion batteries, since they exhibit interesting properties derived from the combination of their components (chapter 3). A new way to prepare iron oxide nanoparticles embedded in a graphenic matrix has been presented, showing that this composite exhibits a high capacity of energy storage and durability when it is used as an anode in Li-ion batteries (chapter 4). It has been demonstrated that, although graphene oxide acts as an active photocatalysts under UV irradiation, this can be sensitized with dyes and, in particular, with ruthenium tris-2,2'-bipiridine, which can provide photoactivity under visible light for the generation of hydrogen from water (chapter 5). A new method to prepare phosphorous doped graphene has been described. This nanomaterial acts as a photocatalyst and, under certain conditions, is able to generate considerable amount of hydrogen from water using a UV-Vis lamp as an irradiation source. The values of hydrogen generation rate obtained are comparable to those of the most active organic heterogeneous photocatalysts described in the state of the art (chapter 6). A new method to prepare a p-n heterojunction has been presented, which is based on the combination of boron doped graphene and nitrogen doped graphene. This heterojunction is able to generate higher photocurrent and photovoltage than the separated semiconductor components (chapter 7). / [ES] Las extraordinarias propiedades físico-químicas del grafeno han despertado el interés de la comunidad científica en los últimos años debido a las múltiples aplicaciones en las que se podría usar este material. En esta tesis doctoral se han desarrollado nuevos nanomateriales basados en grafeno y se ha estudiado su uso en campos como las baterías de ion-Li, la producción fotocatalítica de hidrógeno y la fotovoltaica. Se ha demostrado que el óxido de grafeno se puede combinar con otros materiales laminares como las hidrotalcitas y que, tras su reducción química por pirólisis, es posible obtener materiales híbridos (óxidos metálicos/óxido de grafeno reducido) que pueden ser empleados como ánodos en baterías de ion-Li, ya que poseen interesantes propiedades derivadas de la combinación de sus componentes (capítulo 3). Se ha presentado una forma novedosa de preparar nanopartículas de óxido de hierro embebidas en una matriz grafénica, estableciendo que este composite posee una elevada capacidad de almacenamiento de carga y durabilidad cuando es empleado como ánodo en baterías de ion-Li (capítulo 4). Se ha comprobado que, aunque el óxido de grafeno es un fotocatalizador activo con luz ultravioleta, éste se puede sensibilizar con colorantes y, en particular, con rutenio tris-2,2'-bipiridilo, el cual le proporciona fotoactividad frente a la luz visible para la generación de hidrógeno a partir de agua (capítulo 5). Se ha descrito un método novedoso de preparar grafeno dopado con fósforo. Este nanomaterial se comporta como fotocatalizador y bajo ciertas condiciones, es capaz de generar cantidades importantes de hidrógeno a partir de agua utilizando lámpara de UV-Vis, midiéndose valores de velocidad de generación de hidrógeno que son comparables con los de los fotocatalizadores orgánicos heterogéneos más activos descritos en el estado del arte (capítulo 6). Se ha presentado una forma novedosa de preparar una heterounión p-n basada en la combinación de grafeno dopado con boro y grafeno dopado con nitrógeno. Esta heterounión es capaz de generar mayor fotocorriente y fotovoltaje que los componentes semiconductores por separado (capítulo 7). / [CA] Les extraordinàries propietats fisico-químiques del grafè han despertat l'interès de la comunitat científica en els últims anys a causa de les múltiples aplicacions en les que es podria fer servir aquest material. En aquesta Tesi doctoral s'han desenvolupat nous nanomaterials basats en grafè i s'ha estudiat el seu ús en camps com les bateries d'ió-Li, la producció fotocatalítica d'hidrogen i la fotovoltaica. S'ha demostrat que l'òxid de grafè es pot combinar amb altres materials laminars com les hidrotalcites i que, després de la seva reducció química per piròlisi, és possible obtenir materials híbrids (òxids metàl¿lics / òxid de grafè reduït) que poden ser utilitzats com ànodes en bateries d'ió-Li, ja que posseeixen interessants propietats derivades de la combinació dels seus components (capítol 3). S'ha presentat una forma nova de preparar nanopartícules d'òxid de ferro embegudes en una matriu grafénica, establint que aquest composite té una elevada capacitat d'emmagatzematge de càrrega i durabilitat quan és utilitzat com a ànode en bateries d'ió-Li (capítol 4). S'ha comprovat que, tot i l'òxid de grafè és un fotocatalitzador actiu amb llum ultraviolada, aquest es pot sensibilitzar amb colorants i, en particular, amb ruteni tris-2,2'-bipiridil, el qual li proporciona fotoactivitat enfront de la llum visible per a la generació d'hidrogen a partir d'aigua (capítol 5). S'ha descrit un mètode nou de preparar grafè dopat amb fòsfor. Aquest nanomaterial es comporta com fotocatalitzador i sota certes condicions, és capaç de generar quantitats importants d'hidrogen a partir d'aigua utilitzant llum d'UV-Vis, mesurant valors de velocitat de generació d'hidrogen que són comparables amb els dels fotocatalitzadors orgànics heterogenis més actius descrits en l'estat de l'art (capítol 6). S'ha presentat una forma nova de preparar una heterounió p-n basada en la combinació de grafè dopat amb bor i grafè dopat amb nitrogen. Aquesta heterounió és capaç de generar major fotocorrent i fotovoltatge que els components semiconductors per separat (capítol 7). / Latorre Sánchez, M. (2015). Nanomateriales basados en grafeno y su aplicación en nuevos sistemas de energía [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54135