Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-06-27T12:09:31Z No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-27T13:07:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-27T13:07:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre interações magnéticas em partículas de ferrita a partir da análise de técnicas de magnetização a baixo campo, susceptibilidade AC e gráficos do tipo Henkel, em vários regimes de concentração, de forma a se verificar a influência das interações dipolares e de exchange nas características magnéticas dos sistemas. As amostras aqui utilizadas são nanopartículas de ferrita de cobalto cobertas por uma camada de maguemita em sua superfície mais externa, seguindo um modelo core-shell, sintetizadas na forma de fluido a partir de uma estratégia química de núcleo/superfície. Devido à grande anisotropia das partículas estudadas, nota-se uma clara predominância de interações do tipo dipolo nas amostras, cuja natureza randômica causa um aumento na temperatura de bloqueio de Néel e um comportamento desmagnetizante na magnetização remanente. A interação dipolar – presente em grau relevante mesmo nos sistemas diluídos, comumente considerados pouco interagentes – é, então, mesurada a partir da inserção de uma temperatura fenomenológica, advinda de uma teoria de Vogel-Fulcher, da ordem de algumas dezenas de kelvin. Finalmente, devido a forte contribuição das interações dipolares nas amostras estudadas, a presença de interações de exchange se faz perceptível apenas no regime de maior compactação, isto é, no sistema com a menor distância interpartícula. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a study of magnetic interactions in ferrite particles from the analysis of low field magnetization techniques, AC susceptibility and Henkel plots, in various regimes of concentration, in order to verify the influence of dipolar and exchange interactions in the systems’ magnetic characteristics. The samples used herein are cobalt ferrite nanoparticles covered by a layer of maghemite on its outermost surface, following a core-shell model, synthesized in fluid form from a chemical strategy. Due to the large anisotropy of the studied particles, there is a clear predominance of dipole interactions in the samples, whose random nature causes a rise in Néel’s blocking temperature and a demagnetizing behavior in the remanent magnetization. The dipolar interaction – with a relevant value even in diluted systems, commonly considered as weakly interacting - is then measured from the insertion of a phenomenological temperature, arising from a Vogel-Fulcher theory, of the order of a few tens of kelvin. Finally, because the dipolar interactions have a strong contribution in the samples studied, the presence of exchange interactions becomes perceptible only in the most compacted scheme, i.e. the system with the shortest interparticle distance.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2007. / Submitted by Priscilla Brito Oliveira (priscilla.b.oliveira@gmail.com) on 2009-10-14T20:45:49Z No. of bitstreams: 1 Tese_Juliano de Andrade Gomes.pdf: 2907781 bytes, checksum: 309cb5f294c8721ed1d987145a8ce63a (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-10-15T12:31:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Juliano de Andrade Gomes.pdf: 2907781 bytes, checksum: 309cb5f294c8721ed1d987145a8ce63a (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-15T12:31:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Juliano de Andrade Gomes.pdf: 2907781 bytes, checksum: 309cb5f294c8721ed1d987145a8ce63a (MD5) / Esse trabalho visa o estudo das propriedades estruturais locais de fluidos magnéticos à base de nanopartículas de ferrita de zinco, cobre ou níquel. Esse nanogrãos, obtidos por um método de coprecipitação hidrotérmica, são dispersos em meio ácido graças a uma estratégia núcleosuperfície, que permite proteger as partículas contra dissolução. Desta forma, sua composição química não é mais homogênea e estes podem ser descritos por um núcleo de ferrita estequiométrica e uma camada superficial de composição química média Fe3O4. As dosagens químicas permitem determinar a fração volumétrica em nanopartículas bem como a espessura da camada superficial. A espectroscopia de absorção de raios x é utilizada para estudar quantitativamente a estrutura local dos cátions metálicos. Os resultados confirmam o modelo núcleo-superfície, com um núcleo de ferrita que apresenta inversão catiônica entre os sítios A e B da estrutura espinélio dos nanocristais, sugerindo efeitos relacionados ao confinamento espacial à escala nanométrica. A análise de Rietveld dos difratogramas de raios x indica que a densidade calculada das nanopartículas tende ao valor do material maciço à medida que o tamanho das partículas aumenta. O espalhamento a baixo ângulo de nêutrons é utilizado para caracterizar a estrutura local das soluções e mostra que a aplicação de um campo magnético externo cria uma anisotropia dentro da solução. Finalmente, um estudo químico, estrutural e magnético, de ferrofluidos à base de nanopartículas de maguemita dopadas com átomos de terra rara, material precursor para a nanoradioterapia, é apresentado. _________________________________________________________________________________________ RESUMÉ / Notre travail vise l´étude des propriétés structurelles locales de liquides magnétiques à base de nanoparticules de ferrite de zinc, cuivre ou nickel. Ces nanograins, obenus par une méthode de chimie douce, sont dispersés en milieu acide grâce à une stratégie coeur/couronne qui permet de protéger les particules de leur dissolution. Leur composition chimique n´est donc plus homogène et celles-ci sont mieux décrites par un coeur de ferrite stoechiométrique et une couche surfacique de composition chimique moyenne Fe3O4. Les dosages chimiques permettent de déterminer la fraction volumique en nanoparticules ainsi que l´épaisseur de la couche. La spectroscopie d´absorption de rayons X est utilisée pour étudier quantitativement la structure locale de ces cations métalliques. Les résultats confirment le modèle coeurcouronne, avec un coeur de ferrite qui montrent des inversions de cations entre sites A et B de la structure spinelle des nanocristaux, et suggèrent des effets liés au confinement spatial à l´échelle nanométrique. L´analyse de Rietveld de diagramme de poudre de rayons X indique que la densité calculée des nanoparticules tend vers la valeur du matériau massif à mesure que la taille des particules augmente. La diffusion aux petits angles de neutrons est utilisée pour caractériser la structure locale des solutions et montre que l´application d´un champ magnétique externe crée une anisotropie dans la solution. Finalement, une étude chimique, structurelle et magnétique, de ferrofluides à base de nanoparticules de maghémite dopée avec des atomes de terre rare, matériau précurseur pour la nanoradiothérapie, est présentée. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Local structural properties of magnetic fluids based on nanosized particles of zinc, copper or nickel ferrite are investigated. Nanograins prepared by a soft chemistry method are dispersed in acidic medium thanks to a core-shell strategy that prevents the particles from dissolution. Their chemical composition is no longer homogeneous and they can be described as a core of stoechiometric ferrite surrounded by a surface layer with an average composition of Fe3O4 type. Chemical titrations and X-ray Absorption Spectroscopy are used to quantitatively investigate the coordination shells of metallic cations. The core-shell model is confirmed with a ferrite core with cation inversion at A- and B-site of the spinel nanocrystal and effects related to spatial confinement at nanoscale. Rietveld refinement of the x-ray diffractograms patterns, carried out within the core-shell model using two spinel phases, suggests that the nanoparticle density tend to the bulk value when the particle size increases, indicating smaller surface contribution. Small Angle Neutron Scattering, used to characterize the colloidal structure of the solution, shows that a magnetic field induces an anisotropy inside the solution. Finally, a chemical, structural and magnetic characterization of ferrofluids based on rare earth doped maghemite nanoparticles, precursor material for nanoradiotherapy, is presented and discussed.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-05T19:57:11Z No. of bitstreams: 1 2009_CarlosHenriqueSilveiraMorceli.pdf: 5106726 bytes, checksum: 42fe59b399d94f35a5af18633f02e1d5 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-24T00:08:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_CarlosHenriqueSilveiraMorceli.pdf: 5106726 bytes, checksum: 42fe59b399d94f35a5af18633f02e1d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-24T00:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_CarlosHenriqueSilveiraMorceli.pdf: 5106726 bytes, checksum: 42fe59b399d94f35a5af18633f02e1d5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Neste trabalho foi realizada a síntese de ferritas de gadolínio pela substituição progressiva de íons ferro (III) por íons gadolínio (III), com o objetivo de se obter nanopartículas magnéticas. O método de síntese escolhido foi o da coprecipitação. Em razão de se determinar os parâmetros ideais para a síntese dessas ferritas substituídas, sintetizou-se sete amostras de nanopartículas de maghemita em condições reacionais diferentes e determinou-se os parâmetros reacionais com os quais obtinham-se nanopartículas com características desejadas. Como resultado das sínteses das ferritas substituídas, obteve-se nanopartículas magnéticas com 5% e 25% de substituição e partículas com 50% de substituição, estas não apresentavam comportamento magnético e nos estudos constatou-se que tratava-se de uma mistura de GdFeO3 e Gd3Fe5O12 não magnéticos. Das ferritas de gadolínio magnéticas separou-se metade das partículas obtidas, elas foram oxidadas e resultando em quatro amostras de nanopartículas. Sintetizou-se uma amostra de nanopartículas de magnetita para se comparar com as ferritas de gadolínio não oxidadas, enquanto as oxidadas eram comparadas com a maghemita. A fim de identificar se realmente obteve-se ferritas de gadolínio com estrutura parecida com a da maghemita e da magnetita, empregou-se medidas de difração de raios X, espectroscopia na região do infravermelho, potencial Zeta e microscopia eletrônica de transmissão. Com o resultado das identificações, comprovou-se que realmente tratavam-se de ferritas de gadolínio com estrutura similar à da maghemita e sem apresentar mistura de compostos. Com estas ferritas, preparou-se tanto fluidos iônicos quanto fluidos biocompativeis, estes peptizados com Ácido meso-2,3-dimercaptossuccínico (ADMS), devido à sua grande aplicabilidade. Mostrou-se que o ADMS estava aderido à superfície das nanopartículas e assim possibilitando a grande estabilidade do fluido em pH fisiológico. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work was performed the synthesis of gadolinium ferrite by the progressive substitution of ions iron (III) for ions gadolinium (III), with the objective of obtainig magnetic nanoparticles. The chosen synthesis method was the co-precipitation. In order to determine the ideals parameters for the synthesis of this substituted ferrites, has been synthesized seven samples of maghemite nanoparticles in different reactional conditions and it was determining the reactional patterns with the nanoparticles show desired characteristics. As the synthesis result of the substituted ferrites was obtained magnetic nanoparticles with 5% and 25% of substitution and particles with 50% of substitution, they did not show magnetic behavior and in later studies were showed those are a mixture of non magnetic GdFeO3 e Gd3Fe5O12. One of the gadolinium magnetic ferrite was separated at half of the obtained particles, they were oxidized and resulted in four nanoparticles samples. It was synthesized as a nanoparticle magnetite sample to compare it with the non oxidized gadolinium ferrite. Meanwhile the oxidized ones were compared with the maghemite. To identify if gadolinium ferrites obtained was really with a structure alike maghemita´s and magnetite´s, it has been utilized measures of X-rays diffraction, Infrared spectroscopy, Zeta potential and transmission electronic microscopy. With the result´s identification, it was proved that it was really gadolinium ferrites with the structure alike maghemite´s and without showing compounds´ mixture. With these ferrites were prepared even ionic fluids as biomedical fluids, these were pepitzaded with DMSA (meso-2,3- dimercaptossuccinic acid), because of its great applicability. It was demonstrated that the DMSA is attached on the nanoparticles´ surface and because of that enabling a great stability of the fluid in physiological pH.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2008. / Submitted by Loiana Noronha (loiaunb@hotmail.com) on 2010-03-17T03:43:56Z No. of bitstreams: 1 2008_RicardoSouzadaSilva.pdf: 3198491 bytes, checksum: 47b3c5e23f9fd09ce6c3405b778a450c (MD5) / Approved for entry into archive by Joanita Pereira(joanita) on 2010-03-18T15:36:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_RicardoSouzadaSilva.pdf: 3198491 bytes, checksum: 47b3c5e23f9fd09ce6c3405b778a450c (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-18T15:36:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_RicardoSouzadaSilva.pdf: 3198491 bytes, checksum: 47b3c5e23f9fd09ce6c3405b778a450c (MD5) Previous issue date: 2008-04-02 / Neste trabalho de Tese de Doutorado sintetizou-se e caracterizou-se pontos quânticos (nanocristais) de PbS e Pb1-xMnxS em matrizes vítreas. Obtiveram-se e analizaram-se os espectros de Absorção Óptica (AO), Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e curvas de Magnetização por SQUID (Superconducting Quantum Interference Device Magnetometer). As bandas de AO deslocaram-se para comprimentos de ondas menores com o aumento da concentração de Mn em pontos quânticos de Pb1-xMnxS, que apresentam “band gap” na região entre 0,41 eV (gap do PbS “bulk”) e 3,5 eV (gap do MnS “bulk”). Espectros de RPE, correspondentes à transição eletrônica 2 1 2 1 − ↔ + , mostram as seis linhas hiperfinas dos íons Mn2+ quando incorporados em pontos quânticos de PbS, apresentando sinais dos tipos SI e SII, característicos de íons Mn2+ incorporados no interior e na superfície de nanocristal, respectivamente. Curvas de Magnetização obtidas para as amostras revelam o comportamento paramagnético dos pontos quânticos de Pb1-xMnxS. Imagens de Microscopia de Força Atômica (MFA), obtidas para a matriz vítrea de composição 40SiO2 . 30Na2CO3 . 4PbO2 . 1Al2O3 . 25B2O3 (mol%) + 2S (%wt) + xMn (%wt (Pb)), confirmam o crescimento de nanocristais. Por meio do Modelo de Função Envelope de Quatro Bandas estimou-se o tamanho médio de pontos quânticos de PbS e Pb1- xMnxS. As estimativas teóricas para o tamanho médio dos pontos quânticos apresentaram excelente concordância com as medidas de MFA. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this Thesis PbS and Pb1-xMnxS quantum dots (nanocrystals), hosted in glass matrix, were synthesized and characterized. Optical absorption (OA), Electron Paramagnetic Resonance (EPR) and Magnetization curves (SQUID) were used to characterize the as-prepared nanocrystals. Within the range of 0.41 eV (gap of bulk PbS) to 3.5 eV (gap of bulk MnS) the OA bands of the Pb1-xMnxS nanocrystals shift toward lower wavelengths as the Mn content increases. EPR spectra, corresponding to the 2 1 2 1 − ↔ + electronic transition, show the standard six hyperfine lines of Mn2+ ion when incorporated into PbS nanocrystals, with SI and SII features labeling Mn2+ ions located at the core and at the surface sites, respectively. Magnetization curves show the paramagnetic behavior of the as-prepared Pb1- xMnxS nanocrystals. Atomic Force Microscopic (AFM) images, recorded from the glassbased samples with composition 40SiO . 30Na2CO3 . 4PbO2 . 1Al2O3 . 25B2O3 (mol%) + 2S (%wt) + xMn (%wt (Pb)), confirm the in-situ growth of nanocrystals. The average sizes of the PbS and Pb1-xMnxS nanocrystals were estimated using the four-band envelope function model. The estimated values for the nanocrystals average sizes are in excellent agreement with the data provided by AFM.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-22T18:50:37Z No. of bitstreams: 1 2009_FabioLuisdeOliveiraPaula.pdf: 3530816 bytes, checksum: 18591d28ca74610b42d7a304eea92b18 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-12T05:31:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_FabioLuisdeOliveiraPaula.pdf: 3530816 bytes, checksum: 18591d28ca74610b42d7a304eea92b18 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-12T05:31:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_FabioLuisdeOliveiraPaula.pdf: 3530816 bytes, checksum: 18591d28ca74610b42d7a304eea92b18 (MD5) Previous issue date: 2009 / Neste trabalho, investigamos por espalhamento em baixo ângulo, a estabilidade coloidal e a ordem local (tipicamente entre 10 nm e 100 nm) de nanocolóides magnéticos, constituídos por soluções de nanoesferas magnéticas de ferrita e sistemas mistos de nanoesferas magnéticas e nanoplaquetas de Laponita. O balanço de interações interpartículas foi caracterizado quantitativamente e relacionado com o estado coloidal. Em ferrofluidos diluídos, predominam as atrações interpartículas induzindo a um comportamento do tipo esferas adesivas. A aplicação de um campo externo em soluções, inicialmente monofásicas, induz a uma transição de fase líquido-gás e um padrão de espalhamento anisotrópico. Em soluções mais concentradas, as dispersões são fluidas em concentrações mais baixas e apresentam uma transição vítrea fluido-sólido quando a concentração aumenta. O balanço das interações é completamente governado pelas repulsões eletrostáticas de longo alcance: as dispersões se comportam como dispersões de esferas duras. A fase sólida obtida é sempre um vidro coloidal com transição vítrea ocorrendo sempre abaixo de 20 % em decorrência da alta polidispersão de tamanhos. Em soluções mistas, o comportamento observado globalmente atrativo, de longo alcance, entre as nanopartículas magnéticas, é associado à presença de nanoplaquetas de Laponita e pode ser devido a um processo de segregação que resulta em exclusão espacial dos dois tipos de nanoestruturas ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, we investigate using small angle scattering measurements the colloidal stability and the local order (typically between 10 nm and 100 nm) of magnetic nanocoloides, made of solution of magnetic ferrite nanospheres and mixed systems of magnetic nanospheres and laponite nanoplatelets. The balance of interparticles interactions has been quantitatively characterized and related to the colloidal state. In diluted ferrofluids, the interparticles attractions are dominating and induce a behavior typical of adhesive spheres. An external magnetic field applied to solutions initially monophasic induces a liquid-gas phase transition and an anisotropic 2D scattering pattern. In more concentrated solutions, the dispersions are fluid for the lower concentration and present a vitreous transition fluid-solid when the concentration increases. The interactions balance is completely governed by the long range electrostatic repulsion and the dispersions behave as a hard-spheres system. The solid phase is always a colloidal glass with a glassy transition occurring always below 20 % due to the high size polidispersity. In mixed systems, the behavior presents effective attractive interactions between magnetic nanoparticles on a longer scale, induced by the presence of Laponite platelets, which lead to a segregation phenomenon and a progressive spatial exclusion of the two kinds of nanostructures.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2010-03-25T12:11:05Z No. of bitstreams: 1 2009_VictoriaMongeFuentes.pdf: 21806974 bytes, checksum: fb4af1f8e8038384c523c89731014576 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-11T01:57:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_VictoriaMongeFuentes.pdf: 21806974 bytes, checksum: fb4af1f8e8038384c523c89731014576 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-11T01:57:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_VictoriaMongeFuentes.pdf: 21806974 bytes, checksum: fb4af1f8e8038384c523c89731014576 (MD5) Previous issue date: 2009 / A determinação da biodistribuição e da biocompatibilidade de nanopartículas magnéticas (NPMs) para aplicações biomédicas in vivo é essencial para, posteriormente, assegurar a sua utilização clínica de uma forma segura. A biodistribuição de NPMs depende de propriedades, tais como: características de superfície, forma e carga, as quais podem também afetar a sua remoção, interação partículas-células e interações com proteínas no soro. A determinação da remoção do ferro conforme as NPMs degradam-se é também importante, já que o excesso de ferro nos tecidos pode causar toxicidade. De tal forma, NPMs à base de maguemita recobertas com o estabilizante ácido meso-2,3-dimercaptosuccínico (DMSA), foram injetadas intravenosamente em primatas não-humanos da espécie Cebus spp., sacrificados 12 horas, 30 e 90 dias após administração. Aglomerados de NPMs foram distribuídos em todos os órgãos de estudo, porém, foram principalmente observados no pulmão, fígado, rim e baço em todos os tempos experimentais. A análise mostrou também que conforme o tempo avançou, menos aglomerados foram visualizados. O cérebro, cerebelo, pâncreas, coração e intestinos mostraram uma presença ínfima de NPMs, não sendo considerados como potenciais órgãos alvo para futuras aplicações biomédicas. As principais vias de eliminação das NPMs- DMSA foram, predominantemente, pelo fígado, seguido pelo rim, sem excluir uma remoção paralela pelas vias aéreas. Alterações morfológicas foram observadas unicamente no tecido hepático obtido 90 dias após administração de NPMs, mostrando um aumento na área ocupada pelo espaço de Disse. Essa hepatoxicidade foi possivelmente causada por um excesso de ferro no tecido. É considerada a possibilidade de uma leve imunosupressão induzida pela presença do ferro no organismo. Concluindo, no nosso conhecimento, o presente trabalho representa o primeiro estudo histológico, hematológico, bioquímico e clínico utilizando nanoparticulas magnéticas em primatas não-humanos, como modelo experimental, o que aproxima o uso terapêutico de nanomateriais em seres humanos. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / It is essential to determine the biodistribution and biocompatibility of magnetic nanoparticles (MNPs) for in vivo biomedical applications in order to ensure their safe clinical use. Biodistribution of MNPs depends on their properties, such as surface characteristics, size, shape and charge, which can all affect biodistribution, clearance, particle-cell interactions, and interactions with serum protein. Equally important is determining iron clearance as MNPs degrade, due to the fact that excessive free iron tissue accumulation is known to cause toxicity. Therefore, maghemite based magnetic nanoparticles coated with meso 2,3-dimercaptosuccinic acid DMSA were injected in non-human primates (Cebus apella), sacrificed 12 hours, 30 and 90 days after intravenous administration of MNPs. MNPs were distributed in all study organs, being more abundant in the lungs, liver, kidney, and spleen, in all experimental times, showing that as time advanced, less agglomerates were observed in the tissue. Brain, cerebellum, pancreas, heart, and intestines showed very few MNPs agglomerates; therefore, their use for therapeutic applications was not considered. Main DMSA-MNP elimination route was observed to be done by the liver, followed by the kidney, not discarding elimination through the air ways as a parallel route. Morphological alterations were only seen in the liver obtained 90 days after DMSA-MF administration, showing a dilated Disse space. This hepatotoxicity could be due to iron overload. Possible light immunosuppression induced by iron overload is also considered. In conclusion, to our knowledge this work represents the first histological, hematological, biochemical, and clinical study which used magnetic nanoparticles in a non-human primate experimental model, bringing nanomaterial use for therapeutical purposes in human beings a step closer.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-31T15:29:51Z No. of bitstreams: 1 2009_FranciscarlosGomesdaSilva.pdf: 3878222 bytes, checksum: 0b8e3cd7417456ca6f19d72a46db932c (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-18T03:31:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_FranciscarlosGomesdaSilva.pdf: 3878222 bytes, checksum: 0b8e3cd7417456ca6f19d72a46db932c (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-18T03:31:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_FranciscarlosGomesdaSilva.pdf: 3878222 bytes, checksum: 0b8e3cd7417456ca6f19d72a46db932c (MD5) Previous issue date: 2009 / Nós apresentamos aqui medidas de magnetização realizadas a baixas temperaturas em nanocolóides magnéticos baseados em partículas de ferrita de manganês de tamanho 3.3 nm. Este nanocolóide foi obtido por uma estratégia química núcleo/superfície desenvolvida para a síntese de ferrofluidos. A dependência da temperatura das medidas de magnetização nos permitiu separar duas contribuições. Uma associada ao núcleo bem ordenado, com uma dependência da temperatura que segue a lei efetiva de Block e outra relacionada a superfície de spins congelados em uma estrutura desordenada como a de um vidro de spin. Após resfriar a amostra em alto campo observou-se um deslocamento no ciclo de histerese, o que indica a existência de um acoplamento entre o núcleo ferrimagnético ordenado e a superfície de camada desordenada. O deslocamento no ciclo de histerese nos permite avaliar o campo de exchange, determinado pelo deslocamento do campo da origem e está aumentando com o campo aplicado usado no processo de resfriamento. Diferentemente, medidas de magnetização na dependência da temperatura para diferentes magnitudes de campos aplicados indicam uma contribuição adicional dos spins desordenados para a magnetização em baixas temperaturas. Além disso, foi possível determinar para cada magnitude de campo aplicado uma temperatura de congelamento, na qual a superfície é congelada em uma estrutura como a de um vidro de spins. A variação da temperatura de congelamento Tf com o campo aplicado, indica neste caso um aumento no acoplamento núcleo/superfície com o campo aplicado _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / We present here magnetization measurements performed at low temperatures on magnetic nanocolloids based on 3.3 nm sized particles of manganese ferrite. This nanocolloid was obtained by a chemical core/shell strategy developed for the synthesis of ferro uids. Temperature dependence of the magnetization measurements allowed us to separate two contributions. One associated to the well ordered core, with a temperature dependence which follows an eective Bloch law and the other related to surface spins frozen in a disordered spin glass like structure. After cooling the sample in a high eld we observer a shift on the hysteresis loops, which indicates the existence of a coupling between the ferrimagnetic ordered core and the disordered surface layer. The shift on the hysteresis loop allow us to evaluated the exchange bias eld, determined from the eld oset from the origin, and is increasing as the applied eld used in cooling process. Otherwise measurements of temperature dependence of magnetization for different magnitudes of applied field indicate an additional contribution to the magnetization of the disordered spins to low temperatures. Moreover it was possible to determine for each applied field magnitude a freezing temperature, in which the surface is frozen in a spin glass like structure. The variation of the freezing temperature Tf with the applied field, indicates in this case an increasing in the coupling core/shell with the applied field.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2009. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2011-06-01T18:33:35Z No. of bitstreams: 1 2009_DieimeCustodiadaSilva.pdf: 5177773 bytes, checksum: 8becc196555a8b91cd06f861749e49d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-07-08T16:20:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_DieimeCustodiadaSilva.pdf: 5177773 bytes, checksum: 8becc196555a8b91cd06f861749e49d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-08T16:20:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_DieimeCustodiadaSilva.pdf: 5177773 bytes, checksum: 8becc196555a8b91cd06f861749e49d2 (MD5) / Neste trabalho estudou-se o comportamento magnético de nanocompósitos de vermiculita natural expandida tratada com fluidos magnéticos. Duas amostras de nanocompósitos magnéticos foram preparadas através do tratamento na vermiculita com dois tipos de fluidos magnéticos; um fluido magnético iônico (FMI), dando origem à amostra vermiculita natural tratada com fluido magnético iônico (VFMI), e um fluido magnético surfactado (FMS), dando origem à amostra vermiculita natural tratada com fluido magnético surfactado (VFMS). O FMS é constituído de nanopartículas magnéticas revestidas com ácido oléico e dispersas em solvente orgânico. Ambas as amostras de fluidos magnéticos contêm nanopartículas de óxido de ferro obtidas pela oxidação de magnetita. Foram feitas caracterizações usando microscopia eletrônica de transmissão (MET) e difração de raios-X dos pós dos fluidos magnéticos para obter informações acerca dos diâmetros médios e polidispersão das nanopartículas. Curvas de histerese e magnetização dos nanocompósitos foram obtidas variando-se a temperatura desde hélio líquido até a temperatura ambiente, revelando diferentes parâmetros magnéticos. Através dos ajustes efetuados utilizando-se uma função Langevin de primeira ordem modificada foi possível observar o comportamento magnético nesses materiais e a sua resposta magnética quando submetidos a baixos valores de campos magnéticos. Em particular, a análise dos dados de magnetização indicam a presença de ambos partículas isoladas e aglomerados. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work the magnetic behavior of vermiculate-based nanocomposites treated with magnetic fluid samples was studied. Two magnetic nanocomposite samples were prepared by treating the thermal-expanded vermiculite with two magnetic fluid samples; an ionic magnetic fluid (IMF), giving rise to the natural vermiculite sample treated with ionic magnetic fluid (IMFV), and a surfacted magnetic fluid (SMF), giving rise to the natural vermiculite sample treated with surfacted magnetic fluid (SMFV). The SMF consists of magnetic nanoparticles dressed with oleic acid and dispersed in organic solvent. Both MF samples contain iron oxide nanoparticles obtained by oxidation of magnetite. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction of the powders obtained by drying the magnetic fluid samples were used as characterization techniques, thus obtaining information regarding the average diameter and size dispersity of the nanoparticles. Hysteresis cycles and magnetization measurements of the magnetic nanocomposites were obtained by varying the temperature from liquid helium up to room temperature, revealing different magnetic parameters. By fitting the magnetic data using a modified first-order Langevin function it was possible to observe the materials' magnetic behavior and their magnetic response at lower magnetic field values. In particular, analyses of the magnetization data indicate the presence of both isolated nanoparticles and agglomerates of them.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-08-23T13:24:51Z No. of bitstreams: 1 2013_MarcosTiagoAmaralEloi.pdf: 22200828 bytes, checksum: 98cd54cc743b7d96b496bb1d49d85605 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-08-26T13:28:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_MarcosTiagoAmaralEloi.pdf: 22200828 bytes, checksum: 98cd54cc743b7d96b496bb1d49d85605 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-26T13:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_MarcosTiagoAmaralEloi.pdf: 22200828 bytes, checksum: 98cd54cc743b7d96b496bb1d49d85605 (MD5) / A presente tese analisou a variação da transmissão ótica com a aplicação de campo magnético em amostras de fluido magnético biocompatível contendo partículas de magnetita cobertas com tartarato e poliaspartato. As amostras-mãe foram diluídas, dando origem a várias amostras, com frações volumétricas de partículas compreendidas entre 0,17% e 1,52%, que foram medidas em diferentes datas após a preparação (1, 30, 120, 240, e 1460 dias). Foi possível mostrar que, a baixo campo, o comportamento da magnetotransmissividade pode ser descrito pela rotação de cadeias lineares, de modo que o ajuste dos dados permite uma estimativa do tamanho médio dos aglomerados em cada amostra. A análise dos dados indica que amostras mais concentradas e mais antigas tendem a apresentar cadeias maiores. Os resultados evidenciam a existência de um mínimo na transmissividade para determinado campo crítico, cuja origem está relacionada à formação de colunas de cadeias, construídas a partir das cadeias isoladas – é a transição de fase colunar. Notou-se que o campo crítico diminui à medida que a fração volumétrica aumenta e a amostra envelhece. Para se analisar a origem deste fenômeno, foram usados modelos de transição de fase e a teoria de Mie associada a uma cadeia de esferas e a um cilindro infinito. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The field dependence of the optical transmission of tartrate-coated and polyaspartate-coated magnetite-based aqueous colloids was studied. The colloidal stock samples were diluted to prepare a series of samples containing different particle volume fractions ranging from 0.17% up to 1.52% and measured at distinct times after preparation (1, 30, 120, 240, and 1460 days). We show that the magneto-transmissivity behavior is mainly described by the rotation of linear chains, at the low field range, whereas the analysis of the data provided the measurement of the average chain length. Results also reveal that the optical transmissivity has a minimum at a particular critical field, whose origin is related to the onset of columns of chains built from isolated particle chains, i.e. due to a columnar phase transition. We found the critical field reducing as the particle volume fraction increases and as the sample’s aging time increases. To investigate the origin of this phenomenon we used phase condensation models and Mie’s theory applied to a chain of spheres and to an infinite cylinder.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-graduação em Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-22T15:23:01Z No. of bitstreams: 1 2013_HoracioCoelhoJunior.pdf: 6551623 bytes, checksum: 945971e6ce7738797223b76c42e0779d (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-22T15:28:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_HoracioCoelhoJunior.pdf: 6551623 bytes, checksum: 945971e6ce7738797223b76c42e0779d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-22T15:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_HoracioCoelhoJunior.pdf: 6551623 bytes, checksum: 945971e6ce7738797223b76c42e0779d (MD5) / Esse trabalho envolve o estudo de propriedades estruturais e magnéticas de nanopartículas de SnO2 dopadas em até 10,0% de gadolínio, preparadas pelo método dos precursores poliméricos (método de Pechini). Resultados obtidos pela técnica de EDS evidenciam a presença de Gd aproximadamente na mesma proporção designada nominalmente na síntese das nanopartículas dopadas com Gd. Ajustes pelo método de Rietveld (utilizando o programa GSAS) dos difratogramas de raios X indicam a formação de fase cristalina tetragonal do tipo rutilo em todas as amostras estudadas. Além disso, foram estimados os diâmetros médios dos cristalitos utilizando a equação de Scherrer em todos os compostos. Nesse contexto, foi observado um decréscimo no tamanho das nanopartículas em função do aumento da concentração de Gd na matriz semicondutora. O diâmetro médio obtido através da análise de imagens de TEM corrobora com o diâmetro obtido por difração de raios X. Medidas de espectroscopia Raman confirmaram a formação da fase rutilo em todas as amostras estudadas a partir da presença de modos vibracionais típicos correspondentes a essa estrutura (Eg, A1g, B2g). Foi observado um deslocamento no modo principal A1g para menores frequências, o qual foi associado ao efeito da diminuição do tamanho. Além disso, observaram-se bandas adicionais S1, S2 e S3 cujas áreas espectrais crescem ao aumentar-se a concentração de dopante na matriz semicondutora. Essas bandas foram associadas a modos ativados pela desordem na superfície das partículas, cujo sinal é forte devido ao tamanho reduzido destas partículas. Foram realizadas medidas magnéticas em uma ampla faixa de temperatura (5 - 300 K) aplicando campos magnéticos de até ±80 kOe. A partir das curvas de M vs. H a 5 K foi observado um aumento acentuado nos valores da magnetização de saturação em função do aumento da concentração de Gd, o que confirma a entrada de Gd na estrutura. Ajustes usando a lei de Curie-Weiss das curvas de susceptibilidade vs.temperatura, mostram que o momento magnético efetivo por átomo de Gd está próximo do valor de 7,94 µB para o gadolínio no estado Gd3+. A análise das medidas de magnetização em função do campo magnético aplicado sugere que, para amostras com baixa concentração de Gd (< 2,5%), acontece a coexistência de ferromagnetismo e paramagnetismo; entretanto, para as amostras com alta concentração de Gd, foi determinado somente a presença de paramagnetismo. A natureza dessa contribuição ferromagnética foi atribuída à presença de pólarons magnéticos ligados (BMP - Bound Magnetic Polarons), que são formados pela geração de vacâncias de oxigênio para compensar a carga do sistema. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work the structural and magnetic properties of SnO2 nanoparticles doped up to 10,0% of gadolinium is studied. These nanoparticles were prepared by the polymer precursor method (Pechini’s method). Results obtained from the EDS technique demonstrated that the Gd doping level is consistent with the nominal amount need to synthesize the Gd-doped SnO2 nanoparticles. Rietveld refinement (using the GSAS program) of the X ray diffractograms indicated the formation of the tetragonal rutile type crystalline phase for the whole set of samples. Besides, the mean crystallite size was estimated using the Scherrer equation. It was observed that the crystallite size decreases as the Gd concentration increases in the semiconducting matrix. The mean particle size determined from TEM images corroborate to the crystallite size determined from XRD data. Based on presence of canonical vibrational modes of the rutile structure (Eg, A1g, B2g), Raman spectroscopy measurements confirmed the formation of the cassiterite phase for all samples. The main mode A1g shows a shift to lower wave numbers which was associated to the particle size effect. Besides that, it was observed the presence of additional bands S1, S2 and S3 whose spectral areas increase with the increase of the dopant concentration. Those bands have been assigned to disorder-activated modes at the particle surface, which signal is strong due to the small particle size. Magnetic measurements were carried out in a broad range of temperatures (5 – 300 K) and applying magnetic fields up to ±80 kOe. From the M vs. H curves obtained at 5 K, it was confirmed an increase in the saturation magnetization values as a function of the Gd concentration, which confirmed the entrance of Gd atoms inside the crystalline structure. Fits using the Curie-Weiss law of the susceptibility vs. temperature curves demonstrated that the effective magnetic moment, per Gd atom, is near to the value 7,94 µB expected for Gd ion in the valence state Gd3+. The analyses of magnetic measurements as a function of the applied magnetic field suggest the coexistence of ferromagnetic and paramagnetic phases in samples with low Gd concentration (< 2,5%); however, only a paramagnetic phase was determined for samples with higher Gd concentration. The nature of the ferromagnetic contribution was assigned to the presence of bound magnetic polarons (BMP), which are formed due to generation of oxygen vacancies in order to compensate the charge of the system.