PINTO, Raffael Costa de Figueiredo. Caracterização das propriedades estruturais de molibdatos e óxidos nanoestruturados através de espectroscopia Raman. 2013. 153 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-11-14T18:15:15Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-11-14T18:22:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-14T18:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) Previous issue date: 2013 / In this work we have been investigated the vibrational properties of nanostructured oxides (monoxides) and modified molybdates with yttrium and indium by means of Raman spectroscopy. In the monoxides nanostructured Al2O3, CeO2, ZrO2, TiO2, MnO2 and SnO2, were focused the pressure and temperature effects over the referred molybdates stability. While for the yttrium and indium molybdates, besides temperature effects also has been studied the pressure effects on them. The change of yttrium concentration in the molybdate allows in some cases remark the Negative Thermal Expansion (NTE). For the nanostructured oxides, the nanoparticles of ZrO2 and TiO2 exhibit different phase transitions at high temperatures due each compound apart. When compared with traditional oxides, the mentioned nanostructured oxides exhibit an excelent catalitic performance in the dehidratation of the glicerol, due synergic effects arising from access to active sites caused by defects in its structure. Due the electronic effect of the CeO2 and its stability at high temperatures, this material is a promising option for catalytic applications. / Neste trabalho foram investigadas as propriedades vibracionais de óxidos nanoestruturados (monóxidos) e molibdatos modificados com ítrio ou índio, através de espectroscopia Raman. No estudo dos monóxidos nanoestruturados Al2O3, CeO2, ZrO2, TiO2, MnO2 e SnO2, foram enfocados os efeitos da temperatura sobre a estabilidade dos mesmos, ao passo que para os molibdatos de ítrio e índio, além dos efeitos da temperatura também foram estudados os efeitos da pressão sobre os mesmos. A modificação da concentração de ítrio nos molibdatos permitiu, em alguns casos, a visualização da expansão térmica negativa (NTE). No caso dos óxidos nanoestruturados, as nanopartículas de monóxidos ZrO2 e TiO2 apresentaram também transições de fases distintas derivadas desses óxidos em temperaturas elevadas. Comparado com os óxidos tradicionais, os referidos óxidos nanoestruturados exibiram um excelente desempenho catalítico na desidratação do glicerol, devido aos efeitos sinergéticos oriundos da acessibilidade dos sólidos aos sítios ativos devido à presença de defeitos na sua estrutura. Em virtude do efeito promotor eletrônico do CeO2 e sua estabilização em elevadas temperaturas, este material é promissor para aplicações catalíticas na produção de óxidos.

PINTO, Raffael Costa de Figueiredo. Caracterização das propriedades estruturais de molibdatos e óxidos nanoestruturados através de espectroscopia Raman. 2013. 153 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-26T18:14:10Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-26T18:14:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T18:14:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) Previous issue date: 2013 / In this work we have been investigated the vibrational properties of nanostructured oxides (monoxides) and modified molybdates with yttrium and indium by means of Raman spectroscopy. In the monoxides nanostructured Al2O3, CeO2, ZrO2, TiO2, MnO2 and SnO2, were focused the pressure and temperature effects over the referred molybdates stability. While for the yttrium and indium molybdates, besides temperature effects also has been studied the pressure effects on them. The change of yttrium concentration in the molybdate allows in some cases remark the Negative Thermal Expansion (NTE). For the nanostructured oxides, the nanoparticles of ZrO2 and TiO2 exhibit different phase transitions at high temperatures due each compound apart. When compared with traditional oxides, the mentioned nanostructured oxides exhibit an excelent catalitic performance in the dehidratation of the glicerol, due synergic effects arising from access to active sites caused by defects in its structure. Due the electronic effect of the CeO2 and its stability at high temperatures, this material is a promising option for catalytic applications. / Neste trabalho foram investigadas as propriedades vibracionais de óxidos nanoestruturados (monóxidos) e molibdatos modificados com ítrio ou índio, através de espectroscopia Raman. No estudo dos monóxidos nanoestruturados Al2O3, CeO2, ZrO2, TiO2, MnO2 e SnO2, foram enfocados os efeitos da temperatura sobre a estabilidade dos mesmos, ao passo que para os molibdatos de ítrio e índio, além dos efeitos da temperatura também foram estudados os efeitos da pressão sobre os mesmos. A modificação da concentração de ítrio nos molibdatos permitiu, em alguns casos, a visualização da expansão térmica negativa (NTE). No caso dos óxidos nanoestruturados, as nanopartículas de monóxidos ZrO2 e TiO2 apresentaram também transições de fases distintas derivadas desses óxidos em temperaturas elevadas. Comparado com os óxidos tradicionais, os referidos óxidos nanoestruturados exibiram um excelente desempenho catalítico na desidratação do glicerol, devido aos efeitos sinergéticos oriundos da acessibilidade dos sólidos aos sítios ativos devido à presença de defeitos na sua estrutura. Em virtude do efeito promotor eletrônico do CeO2 e sua estabilização em elevadas temperaturas, este material é promissor para aplicações catalíticas na produção de óxidos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho foram investigadas as propriedades vibracionais de Ãxidos nanoestruturados (monÃxidos) e molibdatos modificados com Ãtrio ou Ãndio, atravÃs de espectroscopia Raman. No estudo dos monÃxidos nanoestruturados Al2O3, CeO2, ZrO2, TiO2, MnO2 e SnO2, foram enfocados os efeitos da temperatura sobre a estabilidade dos mesmos, ao passo que para os molibdatos de Ãtrio e Ãndio, alÃm dos efeitos da temperatura tambÃm foram estudados os efeitos da pressÃo sobre os mesmos. A modificaÃÃo da concentraÃÃo de Ãtrio nos molibdatos permitiu, em alguns casos, a visualizaÃÃo da expansÃo tÃrmica negativa (NTE). No caso dos Ãxidos nanoestruturados, as nanopartÃculas de monÃxidos ZrO2 e TiO2 apresentaram tambÃm transiÃÃes de fases distintas derivadas desses Ãxidos em temperaturas elevadas. Comparado com os Ãxidos tradicionais, os referidos Ãxidos nanoestruturados exibiram um excelente desempenho catalÃtico na desidrataÃÃo do glicerol, devido aos efeitos sinergÃticos oriundos da acessibilidade dos sÃlidos aos sÃtios ativos devido à presenÃa de defeitos na sua estrutura. Em virtude do efeito promotor eletrÃnico do CeO2 e sua estabilizaÃÃo em elevadas temperaturas, este material à promissor para aplicaÃÃes catalÃticas na produÃÃo de Ãxidos. / In this work we have been investigated the vibrational properties of nanostructured oxides (monoxides) and modified molybdates with yttrium and indium by means of Raman spectroscopy. In the monoxides nanostructured Al2O3, CeO2, ZrO2, TiO2, MnO2 and SnO2, were focused the pressure and temperature effects over the referred molybdates stability. While for the yttrium and indium molybdates, besides temperature effects also has been studied the pressure effects on them. The change of yttrium concentration in the molybdate allows in some cases remark the Negative Thermal Expansion (NTE). For the nanostructured oxides, the nanoparticles of ZrO2 and TiO2 exhibit different phase transitions at high temperatures due each compound apart. When compared with traditional oxides, the mentioned nanostructured oxides exhibit an excelent catalitic performance in the dehidratation of the glicerol, due synergic effects arising from access to active sites caused by defects in its structure. Due the electronic effect of the CeO2 and its stability at high temperatures, this material is a promising option for catalytic applications.

Orientador: Sergio Gama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T01:21:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocco_DanielLeandro_D.pdf: 7791593 bytes, checksum: 4428135e865b15fec8e5338713adba04 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: No presente trabalho são apresentados os resultados da avaliação do Efeito Magnetocalórico (EMC) das cerâmicas manganitas e do intermetálico La(Fe,Si)13. Para as manganitas foram produzidas amostras do tipo Tr1-x Mx MnO3(com Tr = terra-rara e M = alcalino-terroso). Em alguns conjuntos de amostras variou-se a quantidade x, ou seja, mudou-se a relação entre o Mn3+ e Mn 4+. Em outro conjunto a quantidade x era fixada em 0,4 e fazia a substituição da terra-rara pelo alcalino-terroso. Isto tinha como efeito a alteração do valor do raio iônico médio do sítio A <rA>. As amostras obtidas foram caracterizadas por difração de raios-X com refinamento Rietveld, metalografia óptica, e medidas magnéticas. Estas últimas permitiram o cálculo do EMC, que foi avaliado em função de x e de <rA>. Chegou-se a conclusão que à medida que < rA> diminuí há um aumento do acoplamento spin-rede que promove uma mudança do caráter da transição magnética de segunda para primeira ordem, provocando, portanto, um aumento do EMC. O outro material estudado foi o sistema metálico La(Fe,Si)13, cujo método de obtenção é por meio de fusão em forno a arco. Na verdade, é assim que todos os trabalhos da literatura sugerem preparar esta liga. Porém, descobriu-se neste trabalho de doutorado um intervalo de imiscibilidade, ainda não reportado na literatura, que origina-se no sistema binário La-Fe, e se expande para a liga ternária. Este fato tem implicações importantíssimas, pois comprova que apenas pelo processo de fusão da liga não é possível a obtenção deste material de forma monofásica. Então, se propõe uma nova forma de preparação do material que consiste na fusão em forno a arco com uma posterior pulverização das amostras e um tratamento térmico por longos períodos em atmosfera inerte / Abstract: In the present work we show the results of the Magnetocaloric effect evaluation for ceramics manganites and for La(Fe,Si)13 intermetallic. The manganites sample produced were of Tr1-x Mx Mn O3 (Tr = rare-earth and M = alkaline earth) type. In one sample group it was changed the quantity x, or equivalently, the relation between the Mn3+ and Mn4+. On the other sample set, the x amount was fixed in 0.4 and the replacement was from the rare-earth to alkaline earth. This had as effect the variation of the value of the average ionic radius (<rA>) of site A. The samples that obtained were characterised by x-Rays diffraction with Rietveld analyses, optic metallographic and magnetic measurements. The latter made possible the calculation of the MCE, which was evaluated as a function of x and < rA>. We conclude that as soon as <rA> diminishes there is an increase of the spin-lattice coupling that promotes a change in the magnetic transition order, causing, than, an increase of MCE. The second material studied was the metallic system La(Fe,Si )13, which preparation method is by arc-melting. In fact, in other works this material was obtained using this technic, but it was discovered in this Ph. D. work an immiscibility interval, until now not reported. This miscibility gap has its origin in the binary La-Fe phase diagram, and it extends for ternary alloy. This fact has an important implication, because it shows that with only the fusion process of the alloy it is impossible to obtain a single phase material. So, we propose a new way for material preparation that consists in the arc-melting with followed by sample milling and heat-treatment for a long time in an inert atmosphere / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Muitas das proteínas de valor biomédico relevante são encontradas em baixas concentrações em suas fontes nativas. O alto nível de expressão de proteínas recombinantes em E. coli, muitas vezes gera o acúmulo de proteínas como agregados insolúveis no citoplasma e/ou periplasma da bactéria, denominados de corpos de inclusão (CI). A alta pressão tem sido amplamente utilizada no estudo da conformação das proteínas,ela modula as interações proteína-proteína e proteína-solvente através de mudanças no volume das mesmas, promovendo a entrada de água nas cavidades não expostas da molécula e promovendo hidratação e solubilização dos agregados. O presente trabalho teve como objetivo a renaturação de proteínas recombinantes expressas como CI em Escherichia coli usando alta pressão hidrostática como condição branda de dissociação dos agregados. As tiorredoxinas TsnC e TrxA, a proteína YbbN e a proteína comigratória com bacterioferritina (Bcp), todas de Xylella fastidiosa, foram estudadas neste trabalho. As condições de renaturação foram otimizadas, utilizando-se diferentes proporções do par redox, concentrações de GdnHCl, presença de aditivos e esquemas de descompressão. Para a quantificação e análise da eficácia do processo de renaturação das proteínas sob pressão foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura dos CI e de SDS-PAGE, e ensaios de atividade enzimática das proteínas. A TsnC foi renaturada em Tris HCl 50 mM com proporção de 10GSH:1GSSG em concentração final de 10 mM, 0,75 M GdnHCl, na presença de 0,5 M de Triton-X e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. O rendimento final de obtenção de TsnC solúvel foi altíssimo, de até 89,9%. A renaturação de proteína YbbN, nunca antes descrita, foi obtida em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, na presença de 0,5 M de L-Arginina e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. A proteína YbbN, que apresentou atividade de tioredoxina, foi renaturada com rendimento de até 98% a partir da proteína insolúvel nos CI. Foi possível a solubilização da tiorredoxina TrxA e Bcp sob alta pressão hidrostática em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, utilizando diferentes proporções do par redox na concentração final de 10 mM e 1,5 M de GdnHCl, porém não foi possível obter a atividade biológicas destas proteínas. Mostramos também que a L-Arginina apresenta efeito auxiliar na solubilização dos CI induzida pela alta pressão, e ao mesmo tempo se mostrou altamente protetora contra a inativação da atividade da YbbN promovida pela incubação em altas temperaturas, o que sugere que a presença deste aminoácido pode ter alta aplicabilidade juntamente com a aplicação de altas pressões para elevar os rendimentos de renaturação de proteínas recombinantes a partir de CI. / Many of the relevant proteins are found in low concentrations in their native sources. The high level expression of recombinant heterologous proteins in Escherichia coli often causes their accumulation as insoluble aggregates in the cytoplasm or periplasm of bacteria in a mainly inactive form, known as inclusion bodies (IB). The high pressure has been widely used to study the conformational states of proteins. It modulates the protein-protein and protein-solvent interactions by changing the volume of the system, promoting the entrance of water into the cavities unexposed to water, exposing hydrophobic regions and promoting solubilization of the aggregates. The present study aimed to refold recombinant proteins expressed in E. coli as IB using high hydrostatic pressure as a mild condition for IB dissociation. The thioredoxins TsnC, TrxA and Ybbn and the protein comigratory with bacterioferritin (Bcp) of Xylella fastidiosa were studied in this work. The conditions for refolding were optimized for proportions of the redox pair, GdnHCl concentration, presence of additives and schemes for decompression. To analyze the effectiveness of the process of refolding under pressure we have used, scanning electron microscopy of the IB and SDS-PAGE and enzymatic activity assays for quantification and analysis of the solubilized proteins. The TsnC was renatured in 50 mM TrisHCl at a ratio of 10GSH: 1GSSG in 10 mM final concentration, 0.75 M GdnHCl in the presence of 0.5M Trito X-100 and application of 2.4 kbar for 1.5 hours, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. The final yield of soluble and biological active TsnC was very high, up to 89,9%. The refolding of protein YbbN was obtained by application of 2.4 kbar for 1.5 h to an IB suspension in buffer 50 mM Tris HCl, in the presence of 0.5 M L-arginine, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. We also show that L-arginine had a highly protective effect on the inactivation of biological activity of YbbN promoted by incubation at high temperatures.The final yield of refolded YbbN, that present thioredoxin activity, was also very high: 98%. TrxA and Bcp thioredoxins were solubilized at 2.4 kbar and step decompression. However, these proteins did not present biological activity. We also show that L-arginine has an auxiliary effect on the solubilization of IB induced by high pressure, while its presence proved highly protective against inactivation of the enzymatic activity promoted by incubation at high temperatures. These results suggest that the presence of this amino acid can have high applicability to increase the yield of refolding of recombinant proteins from the IC at high pressure.

Muitas das proteínas de valor biomédico relevante são encontradas em baixas concentrações em suas fontes nativas. O alto nível de expressão de proteínas recombinantes em E. coli, muitas vezes gera o acúmulo de proteínas como agregados insolúveis no citoplasma e/ou periplasma da bactéria, denominados de corpos de inclusão (CI). A alta pressão tem sido amplamente utilizada no estudo da conformação das proteínas,ela modula as interações proteína-proteína e proteína-solvente através de mudanças no volume das mesmas, promovendo a entrada de água nas cavidades não expostas da molécula e promovendo hidratação e solubilização dos agregados. O presente trabalho teve como objetivo a renaturação de proteínas recombinantes expressas como CI em Escherichia coli usando alta pressão hidrostática como condição branda de dissociação dos agregados. As tiorredoxinas TsnC e TrxA, a proteína YbbN e a proteína comigratória com bacterioferritina (Bcp), todas de Xylella fastidiosa, foram estudadas neste trabalho. As condições de renaturação foram otimizadas, utilizando-se diferentes proporções do par redox, concentrações de GdnHCl, presença de aditivos e esquemas de descompressão. Para a quantificação e análise da eficácia do processo de renaturação das proteínas sob pressão foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura dos CI e de SDS-PAGE, e ensaios de atividade enzimática das proteínas. A TsnC foi renaturada em Tris HCl 50 mM com proporção de 10GSH:1GSSG em concentração final de 10 mM, 0,75 M GdnHCl, na presença de 0,5 M de Triton-X e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. O rendimento final de obtenção de TsnC solúvel foi altíssimo, de até 89,9%. A renaturação de proteína YbbN, nunca antes descrita, foi obtida em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, na presença de 0,5 M de L-Arginina e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. A proteína YbbN, que apresentou atividade de tioredoxina, foi renaturada com rendimento de até 98% a partir da proteína insolúvel nos CI. Foi possível a solubilização da tiorredoxina TrxA e Bcp sob alta pressão hidrostática em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, utilizando diferentes proporções do par redox na concentração final de 10 mM e 1,5 M de GdnHCl, porém não foi possível obter a atividade biológicas destas proteínas. Mostramos também que a L-Arginina apresenta efeito auxiliar na solubilização dos CI induzida pela alta pressão, e ao mesmo tempo se mostrou altamente protetora contra a inativação da atividade da YbbN promovida pela incubação em altas temperaturas, o que sugere que a presença deste aminoácido pode ter alta aplicabilidade juntamente com a aplicação de altas pressões para elevar os rendimentos de renaturação de proteínas recombinantes a partir de CI. / Many of the relevant proteins are found in low concentrations in their native sources. The high level expression of recombinant heterologous proteins in Escherichia coli often causes their accumulation as insoluble aggregates in the cytoplasm or periplasm of bacteria in a mainly inactive form, known as inclusion bodies (IB). The high pressure has been widely used to study the conformational states of proteins. It modulates the protein-protein and protein-solvent interactions by changing the volume of the system, promoting the entrance of water into the cavities unexposed to water, exposing hydrophobic regions and promoting solubilization of the aggregates. The present study aimed to refold recombinant proteins expressed in E. coli as IB using high hydrostatic pressure as a mild condition for IB dissociation. The thioredoxins TsnC, TrxA and Ybbn and the protein comigratory with bacterioferritin (Bcp) of Xylella fastidiosa were studied in this work. The conditions for refolding were optimized for proportions of the redox pair, GdnHCl concentration, presence of additives and schemes for decompression. To analyze the effectiveness of the process of refolding under pressure we have used, scanning electron microscopy of the IB and SDS-PAGE and enzymatic activity assays for quantification and analysis of the solubilized proteins. The TsnC was renatured in 50 mM TrisHCl at a ratio of 10GSH: 1GSSG in 10 mM final concentration, 0.75 M GdnHCl in the presence of 0.5M Trito X-100 and application of 2.4 kbar for 1.5 hours, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. The final yield of soluble and biological active TsnC was very high, up to 89,9%. The refolding of protein YbbN was obtained by application of 2.4 kbar for 1.5 h to an IB suspension in buffer 50 mM Tris HCl, in the presence of 0.5 M L-arginine, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. We also show that L-arginine had a highly protective effect on the inactivation of biological activity of YbbN promoted by incubation at high temperatures.The final yield of refolded YbbN, that present thioredoxin activity, was also very high: 98%. TrxA and Bcp thioredoxins were solubilized at 2.4 kbar and step decompression. However, these proteins did not present biological activity. We also show that L-arginine has an auxiliary effect on the solubilization of IB induced by high pressure, while its presence proved highly protective against inactivation of the enzymatic activity promoted by incubation at high temperatures. These results suggest that the presence of this amino acid can have high applicability to increase the yield of refolding of recombinant proteins from the IC at high pressure.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work aims to study the computational training of new phases of materials based on carbon nanotubes using as precursor materials. The procedure consists in simulate bundle formed by carbon nanotubes (NTC) (5, 5), (6, 6) and (7, 7) under hydrostatic pressure of 10, 15, 20, 25 and 30 GPa The present study was through the method of ab initio molecular dynamics, as implemented in the SIESTA code. The bundles of nanotubes were studied through a unit cell containing four nanotubes, using the periodic boundary conditions. As a result, for nanotubes (5, 5) of 10 GPa it has occurred a phase transition similar to graphite, which has graphene sheets stacked with the atoms distant from the first neighboring 1.42 Å, indicating the formation of a structure rich in sp2 hybridization. By applying to the nanotubes 30 GPa (5, 5) and (7, 7), there was an amorphous structure similar to cubic diamond with carbon atoms distant from the first neighboring 1.54 Å, indicating a phase with rich sp3 bonds. Finally, for all other combinations, the results were the transition to amorphous structures, varying according to the diameter of the nanotube and the pressure applied, the ratios of sp2 and sp3 carbon, as well as the distances found for the first neighbors were approximately 1.48 Å indicating the formation of transitional phases between sp2 and sp3 hybridizations. / O presente trabalho tem por objetivo o estudo computacional da formação de novas fases de materiais à base de carbono utilizando nanotubos como materiais precursores. O procedimento consiste em simular feixes formados por nanotubos de carbono (NTC) (5, 5), (6, 6) e (7, 7) sob pressão hidrostática de 10, 15, 20, 25 e 30 GPa. A realização desse estudo se deu através do método de Dinâmica Molecular ab initio, conforme implementada no código SIESTA. Os feixes de nanotubos foram estudados através de uma célula unitária contendo quatro nanotubos, valendo-se das condições periódicas de contorno. Como resultado, para os nanotubos (5, 5) à 10 GPa ocorreu a transição para uma fase semelhante ao grafite, a qual possui folhas de grafeno empilhadas, com átomos distantes a 1,42 Å dos primeiros vizinhos, indicando a formação de uma estrutura rica em hibridizações sp2. Para a aplicação de 30 GPa aos nanotubos (5, 5) bem como aos (7, 7), observou-se uma estrutura amorfa, semelhante ao diamante cúbico, com átomos de carbono distantes 1,54 Å dos primeiros vizinhos, indicando uma fase rica em ligações sp3. Finalmente, para as demais combinações, os resultados foram a transição para estruturas amorfas, variando conforme o diâmetro do nanotubo e a pressão aplicada, a relação de carbonos sp2 e sp3, bem como as distâncias encontradas para os primeiros vizinhos, que foram de aproximadamente 1,48 Å, indicando a formação de fases transitórias entre as hibridizações sp2 e sp3.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / No presente trabalho foram realizadas medidas de espalhamento Raman polarizado em cristais de L-metionina e de DL-alanina (dois aminoÃcidos) e em diversas amostras de nanotubos de carbono de parede simples (SWNT). As medidas de espalhamento Raman em cristais de L-metionina foram realizadas no intervalo espectral entre 50 cm-1 e 3100 cm-1 desde a temperatura ambiente atà a temperatura de 17 K. No intervalo de temperatura estudado a estrutura da L-metionina manteve-se estÃvel. à temperatura ambiente tambÃm foram realizadas medidas Raman em altas pressÃes hidrostÃticas. A mÃxima pressÃo atingida foi de 4,7 GPa e diversas modificaÃÃes nos modos associados Ãs unidades CO2, NH3, CC, CS, CH, CH2 e CH3 sugerem que a L-metionina sofre um transiÃÃo estrutural de fase em torno de 2,1 GPa com histerese de aproximadamente 0,8 GPa. No cristal de DL-alanina foram realizadas medidas de espalhamento Raman no intervalo de temperatura de 15 K a 295 K. Embora nenhuma mudanÃa significativa tenha sido observada neste intervalo de temperatura, os resultados sÃo importantes para se entender o comportamento de uma molÃcula fundamental na constituiÃÃo das proteÃnas. Medidas de espalhamento Raman em SWNTâs foram realizadas em amostras preparadas pela tÃcnica de arco voltÃico, utilizando-se vÃrios catalisadores metÃlicos. As amostras foram divididas em duas sÃries: A primeira com os catalisadores à base de MnNiCo e a segunda à base de FeNiCo. Em ambas as sÃries observou-se que a inserÃÃo de CÃrio (Ce) foi responsÃvel por tornar a distribuiÃÃo de diÃmetros do subconjunto ressonante com a energia 2,41 eV mais estreita. AlÃm disso, o mÃximo da distribuiÃÃo à deslocado para o azul, provavelmente em conseqÃÃncia da seleÃÃo de tubos de menor diÃmetro dentro do subconjunto estudado. A inserÃÃo de ZircÃnio (Zr) à segunda sÃrie nÃo trouxe mudanÃas significativas. Foram realizadas medidas de espalhamento Raman em funÃÃo da pressÃo hidrostÃtica em uma amostra comercial de SWNT. Como fluido transmissor foram utilizadas soluÃÃes de dois surfactantes: o dodecil sulfato de sÃdio (SDS) e o Ãcido plurÃnico F127 (F127). Devido à baixa relaÃÃo sinal-ruÃdo, nÃo foi possÃvel estudar o comportamento dos modos de respiraÃÃo radial (RBM), mas pela descontinuidade do grÃfico da freqÃÃncia em funÃÃo da pressÃo dos modos tangenciais em aproximadamente 2 GPa à provÃvel que os nanotubos sofram uma transiÃÃo de fase estrutural nessa pressÃo, com deformaÃÃo da seÃÃo circular dos tubos como predito por estudos teÃricos. Dois conjuntos de amostras contendo diferentes nÃveis de inserÃÃo de lÃtio tambÃm foram estudados por espectroscopia Raman. Cada conjunto era formado por uma amostra sem lÃtio, uma com lÃtio e a terceira com inserÃÃo parcial de lÃtio (obtida pela lavagem da amostra que contÃm lÃtio). Nos dois conjuntos a inserÃÃo foi eficiente, contudo o mecanismo de inserÃÃo à diferente de uma sÃrie para outra. Na primeira sÃrie o catalisador utilizado para a inserÃÃo de lÃtio foi LiNi0,5Co0,5O2. Com este composto o lÃtio à intercalado intersticialmente e pode ser removido quase que completamente pela lavagem da amostra. Jà na segunda sÃrie o composto utilizado foi LiCO3/NiO/CoO o que fez com que o lÃtio fosse intercalado dentro dos tubos de modo a nÃo ser removido pela lavagem da amostra. / This work describes polarized Raman scattering measurements in L-methionine and in DL-alanine (two amino acids) crystals and in several samples of single-walled carbon nanotubes (SWNT). In L-methionine crystal the Raman spectra were obtained from 17 K to 295 K in the spectral range from 50 cm-1 to 3100 cm-1, but no indication of a phase transition was observed. At room temperature, Raman scattering measurements were also performed for pressure up to 5 GPa. Several changes observed in the spectra were interpreted as due to structural phase transition undergone by L-methionine crystal at ~ 2.1 GPa. The results for decompression show that the phase transition is reversible with a hysteresis of ~ 0.8 GPa. In DL-alanine crystal the Raman spectra were obtained at temperatures from 15 K to 295 K over the spectral range 50 cm-1 - 3100 cm-1. No evidence of structural phase transition was found in this range of temperature, although information about diverse modes of the crystal were furnished. Samples of SWNTâs studied were prepared with metallic catalysts using the arc voltaic method. MnNiCo was the main compound of the first series and FeNiCo, the main compound of the second. In both sets it was observed that Cerium (Ce) insertion induces in the sub-set, probed with the 2.41 eV excitation energy, a narrowing of the diameter distribution favoring the tubes with smaller diameter. The Raman scattering measurements in a commercial sample of SWNTâs show a discontinuity at about 2 GPa. The discontinuity was represented by a changing in the slope of the frequency versus pressure for tangential modes. The measurement was performed twice, using two different solutions of surfactants, sodium dodecil sulfate (SDS) and plurocic acid F127 (F127), and the results were similar. The anomaly was interpreted as due to the deformation of the tubes as predicted theoretically. Two sets of three samples of SWNTâs containing different levels of lithium insertion were also analyzed by Raman spectroscopy. Each set of sample was formed by a sample with lithium, a sample without lithium and a sample with partial insertion of lithium. The results show that the lithium is efficiently intercalated with both lithium containing compound (LiCO3/NiO/CoO and LiNi0.5Co0.5O2), but the mechanism of intercalation differs from one to the other. The intercalation is unstable when lithium is intercalated interstitially (LiNi0.5Co0.5O2) and it can be removed almost completely by washing the sample, but if the lithium is intercalated inside the tubes (LiCO3/NiO/CoO) it can not be removed by the same process.

LIMA JÚNIOR, José Alves de. Espectroscopia Raman dos Aminoácidos L - metionina e DL - alanina e de Nanotubos de Carbono. 2008. 214 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Física, Centro de Ciências, Departamento de Física, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-05-13T22:56:00Z No. of bitstreams: 1 2008_tese_jalimajúnior.pdf: 3662330 bytes, checksum: ad8b8ed63bf2df476f4e050aae5f5d70 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-05-14T18:26:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_tese_jalimajúnior.pdf: 3662330 bytes, checksum: ad8b8ed63bf2df476f4e050aae5f5d70 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-14T18:26:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_tese_jalimajúnior.pdf: 3662330 bytes, checksum: ad8b8ed63bf2df476f4e050aae5f5d70 (MD5) Previous issue date: 2008 / This work describes polarized Raman scattering measurements in L-methionine and in DL-alanine (two amino acids) crystals and in several samples of single-walled carbon nanotubes (SWNT). In L-methionine crystal the Raman spectra were obtained from 17 K to 295 K in the spectral range from 50 cm-1 to 3100 cm-1, but no indication of a phase transition was observed. At room temperature, Raman scattering measurements were also performed for pressure up to 5 GPa. Several changes observed in the spectra were interpreted as due to structural phase transition undergone by L-methionine crystal at ~ 2.1 GPa. The results for decompression show that the phase transition is reversible with a hysteresis of ~ 0.8 GPa. In DL-alanine crystal the Raman spectra were obtained at temperatures from 15 K to 295 K over the spectral range 50 cm-1 - 3100 cm-1. No evidence of structural phase transition was found in this range of temperature, although information about diverse modes of the crystal were furnished. Samples of SWNT’s studied were prepared with metallic catalysts using the arc voltaic method. MnNiCo was the main compound of the first series and FeNiCo, the main compound of the second. In both sets it was observed that Cerium (Ce) insertion induces in the sub-set, probed with the 2.41 eV excitation energy, a narrowing of the diameter distribution favoring the tubes with smaller diameter. The Raman scattering measurements in a commercial sample of SWNT’s show a discontinuity at about 2 GPa. The discontinuity was represented by a changing in the slope of the frequency versus pressure for tangential modes. The measurement was performed twice, using two different solutions of surfactants, sodium dodecil sulfate (SDS) and plurocic acid F127 (F127), and the results were similar. The anomaly was interpreted as due to the deformation of the tubes as predicted theoretically. Two sets of three samples of SWNT’s containing different levels of lithium insertion were also analyzed by Raman spectroscopy. Each set of sample was formed by a sample with lithium, a sample without lithium and a sample with partial insertion of lithium. The results show that the lithium is efficiently intercalated with both lithium containing compound (LiCO3/NiO/CoO and LiNi0.5Co0.5O2), but the mechanism of intercalation differs from one to the other. The intercalation is unstable when lithium is intercalated interstitially (LiNi0.5Co0.5O2) and it can be removed almost completely by washing the sample, but if the lithium is intercalated inside the tubes (LiCO3/NiO/CoO) it can not be removed by the same process. / No presente trabalho foram realizadas medidas de espalhamento Raman polarizado em cristais de L-metionina e de DL-alanina (dois aminoácidos) e em diversas amostras de nanotubos de carbono de parede simples (SWNT). As medidas de espalhamento Raman em cristais de L-metionina foram realizadas no intervalo espectral entre 50 cm-1 e 3100 cm-1 desde a temperatura ambiente até a temperatura de 17 K. No intervalo de temperatura estudado a estrutura da L-metionina manteve-se estável. À temperatura ambiente também foram realizadas medidas Raman em altas pressões hidrostáticas. A máxima pressão atingida foi de 4,7 GPa e diversas modificações nos modos associados às unidades CO2, NH3, CC, CS, CH, CH2 e CH3 sugerem que a L-metionina sofre um transição estrutural de fase em torno de 2,1 GPa com histerese de aproximadamente 0,8 GPa. No cristal de DL-alanina foram realizadas medidas de espalhamento Raman no intervalo de temperatura de 15 K a 295 K. Embora nenhuma mudança significativa tenha sido observada neste intervalo de temperatura, os resultados são importantes para se entender o comportamento de uma molécula fundamental na constituição das proteínas. Medidas de espalhamento Raman em SWNT’s foram realizadas em amostras preparadas pela técnica de arco voltáico, utilizando-se vários catalisadores metálicos. As amostras foram divididas em duas séries: A primeira com os catalisadores à base de MnNiCo e a segunda à base de FeNiCo. Em ambas as séries observou-se que a inserção de Cério (Ce) foi responsável por tornar a distribuição de diâmetros do subconjunto ressonante com a energia 2,41 eV mais estreita. Além disso, o máximo da distribuição é deslocado para o azul, provavelmente em conseqüência da seleção de tubos de menor diâmetro dentro do subconjunto estudado. A inserção de Zircônio (Zr) à segunda série não trouxe mudanças significativas. Foram realizadas medidas de espalhamento Raman em função da pressão hidrostática em uma amostra comercial de SWNT. Como fluido transmissor foram utilizadas soluções de dois surfactantes: o dodecil sulfato de sódio (SDS) e o ácido plurônico F127 (F127). Devido à baixa relação sinal-ruído, não foi possível estudar o comportamento dos modos de respiração radial (RBM), mas pela descontinuidade do gráfico da freqüência em função da pressão dos modos tangenciais em aproximadamente 2 GPa é provável que os nanotubos sofram uma transição de fase estrutural nessa pressão, com deformação da seção circular dos tubos como predito por estudos teóricos. Dois conjuntos de amostras contendo diferentes níveis de inserção de lítio também foram estudados por espectroscopia Raman. Cada conjunto era formado por uma amostra sem lítio, uma com lítio e a terceira com inserção parcial de lítio (obtida pela lavagem da amostra que contém lítio). Nos dois conjuntos a inserção foi eficiente, contudo o mecanismo de inserção é diferente de uma série para outra. Na primeira série o catalisador utilizado para a inserção de lítio foi LiNi0,5Co0,5O2. Com este composto o lítio é intercalado intersticialmente e pode ser removido quase que completamente pela lavagem da amostra. Já na segunda série o composto utilizado foi LiCO3/NiO/CoO o que fez com que o lítio fosse intercalado dentro dos tubos de modo a não ser removido pela lavagem da amostra.

Orientador: Marcelo Cristianini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:44:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_ThalesLeandroCoutinhode_D.pdf: 2386676 bytes, checksum: bc4655fa6960e3332639a4ca75c75545 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A redução do cloreto de sódio nas formulações de alimentos processados representa um grande desafio para indústria moderna, tendo em vista a relação estabelecida entre o consumo elevado de sódio e a ocorrência da hipertensão arterial, principal fator de risco associado à ocorrência de distúrbios do cérebro e cardiovasculares. Em produtos cárneos, além de atuar sobre aspectos sensoriais e de textura, o sal desempenha papel chave sobre sua estabilidade microbiológica. Uma simples redução pode resultar em produtos instáveis durante sua vida de prateleira. Logo, para que estratégias de redução de sal sejam implementadas de maneira segura, faz-se necessário a aplicação de tecnologias ou agentes de preservação complementares. Tecnologias emergentes não-térmicas de inativação microbiana como o processamento à Alta Pressão (HPP - High Pressure Processing) surgem como opções factíveis para tal propósito, eliminando a dependência de conservantes químicos em face à redução de sal. A adição de agentes antimicrobianos naturais como barreiras adicionais à HPP (Tecnologia de Múltiplas Barreiras), visando potencializar os efeitos conservadores, têm sido apontada como uma promissora tendência na literatura moderna. Diante deste exposto, após determinação da formulação de trabalho com teor reduzido de sódio, a pesquisa objetivou ajustar as variáveis de processo "carga de pressão" e "tempo de residência" (utilizando baixas temperaturas de 25°C) para o processamento de embutido de peito peru fatiado embalado a vácuo (tipo "Blanquet"). Foram avaliadas respostas de inativação microbiana pós-processo (reduções logarítmicas) para populações inoculadas do patógeno Listeria monocytogenes e bactérias ácido láticas deterioradoras incluindo as espécies Leuconostoc mesenteroides e Lactobacillus sakei; também foram avaliados os atributos de qualidade incluindo cor, atividade de água, pH, sinerese, textura e oxidação lipídica. Em adição, visando à utilização de tecnologia de múltiplas barreiras para conservação, foi estudado o efeito da adição do componente bioativo carvacrol em concentrações de 200ppm, na formulação do produto. Empregando estratégia de simples redução, sem a adição sais substitutos, após avaliação de aspectos físico-químicos, sensoriais e microbiológicos, concluiu-se que níveis de 30% de redução de sal (cerca de 25% menos sódio) sobre o controle formulado com 20g/kg, são viáveis; entretanto, foi evidenciada redução da estabilidade microbiológica. Após avaliação de diferentes faixas de pressão e tempo de processo, seguindo os critérios exigidos de desempenho para inativação pós-processo de Listeria monocytogenes (4-5 reduções logarítmicas), um valor de 600MPa/180 segundos a 25°C se apresentou como um tratamento adequado para o produto com baixo teor de sódio estudado, promovendo reduções logarítmicas eficazes contra o patógeno-alvo estudado e a microbiota deteriorante. Alterações instrumentais (p<0.05) em alguns dos atributos de qualidade avaliados puderam ser destacadas principalmente sinerese, oxidação lipídica e textura; porém são necessários estudos mais amplos de análise sensorial. Adicionalmente, dados apresentados demonstraram que os consumidores não foram capazes de diferir o produto low-sodium processado por alta pressão isostática (600MPa/180sec/25°C) de um não pressurizado; de fato, apesar dos efeitos instrumentais significativos, estas alterações parecem não ser identificadas pelos consumidores. A adição de uma barreira natural complementar, o carvacrol, em níveis sensorialmente aceitáveis, foi capaz de potencializar os efeitos de inativação pós-processo (reduções logarítimicas) dos grupos microbianos alvo; efeitos benéficos combinados ao longo da estocagem refrigerada do produto também foram evidenciados por meio de reduzidas taxas de crescimento e fase lag aumentada, maximizando assim o potencial de conservação. A utilização combinada de HPP e carvacrol representou uma alternativa promissora contra fenômenos de injúrias sub-letais e recuperação celular. Sugere-se que a intensidade do processo HPP (em termos de carga de pressão, tempo de processo e temperatura) necessária para inativar microrganismos em níveis requeridos, possa ser reduzida na presença de barreiras antimicrobianas adicionais, garantindo a qualidade total do produto processado em condições mais amenas. Em adição, uma série de vantagens industriais podem ser destacadas tais como a redução de custos para a instalação de equipamento inicial e de manutenção (equipamentos operando em cargas mais baixas); e maximização da produção de processamento por ciclos efetivamente encurtados (ciclos de produtividade mais elevados por hora) / Abstract: The reduction of sodium chloride in processed food formulations represents a great challenge for modern industry, considering the relationship established between high sodium intake and the occurrence of arterial hypertension, the major risk factor associated with the occurrence of cardiovascular diseases and strokes. In meat products, in addition to acting on sensory quality and texture, salt plays a key role on the microbiological stability. A simple reduction can result in unstable products during their shelf-life. Therefore, for the success of salt reduction strategies implemented safely, it is necessary the application of complementary technologies or alternative preservatives. Non-thermal emerging technologies for microbial inactivation, such as High Pressure Processing (HPP), appear as feasible alternative for this purpose, eliminating the dependence of chemical preservatives considering the reduction of salt barrier. The addition of natural antimicrobial agents as additional hurdles (Multi Hurdle Technology) to the HPP, aiming to enhance the preservative effects, has been identified as a promising trend in modern literature. Given this exposed, after determination of low-sodium working formulation, this research aimed adjust the processing variables "pressure load" and "dwell time" (using low-processing temperatures of 25°C) for sliced vacuum-packaged ready-to-eat turkey breast. Post-processing microbial inactivation responses were evaluated (by logarithmic reductions) against inoculated populations of the target pathogen Listeria monocytogenes and spoilage lactic acid bacteria including Leuconostoc mesenteroides and Lactobacillus sakei; were also evaluated quality-attributes including color, water activity, pH, syneresis, texture and lipid oxidation. In addition, in order to use multiple barriers for preservation technology, was studied the effect of adding bioactive component, carvacrol at concentrations of 200ppm in the product formulation. Employing a simple reduction strategy, without adding salt substitutes, after evaluation of physicochemical aspects, sensory and microbiological, it was concluded that levels of 30% NaCl reduction (aproximatelly 25% less sodium) on the control made with 20g/kg, are viable; however, problems with microbiological stability were evidenced. After evaluation of different pressure ranges and processing time, following the performance criteria required for post-inactivation process Listeria monocytogenes (4-5 log reduction), a value of 600MPa/180 seconds at 25°C was presented with an adequate treatment for studied product with low sodium content, promoting effective logarithmic reductions against the studied target pathogen and spoilage LAB. Instrumental changes (p<0.05) in some of the evaluated quality attributes could be revealed mainly in syneresis, lipid oxidation and texture; however, a sensory confirmation needs to be established. Additionally, data presented showed that consumers have not been able to differ low-sodium products processed by HPP (600MPa/180sec/25°C) and unpressurised; in fact, despite significant instrumental effects, these changes seems to be not identified by consumers. The addition of natural barrier, such as carvacrol at acceptable sensory levels (200ppm), was able to potentiate the effects of post-process inactivation (logarithmic reductions) of the target microbial groups; combined benefit effects along the refrigerated product storage were also evidenced by reduced growth rates and increased lag phases, thus maximizing their potential for conservation. The combination of HPP and carvacrol represented a promising weapon against phenomena of sub-lethal injuries and cell recovery. It is suggested that the intensity of the HPP process (in terms of pressure load, process time and temperature) required to inactivate microorganisms in required levels, may be reduced in the presence of additional microbial barriers, ensuring the overall quality of the processed product under mild processing conditions. In addition, a number of industrial advantages can be highlighted such as reduced costs for the initial installation and maintenance equipment (low required pressure loads) and maximization of production by effectively processing cycles shortened (higher productivity cycles per hour) / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos