Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-08-25T18:22:43Z No. of bitstreams: 1 2009_CristianoPereiradaSilva.pdf: 6161393 bytes, checksum: f65a793008c2e92007e9e2a5704a355c (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-10-07T00:36:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_CristianoPereiradaSilva.pdf: 6161393 bytes, checksum: f65a793008c2e92007e9e2a5704a355c (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-07T00:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_CristianoPereiradaSilva.pdf: 6161393 bytes, checksum: f65a793008c2e92007e9e2a5704a355c (MD5) / Neste trabalho, cerâmicas comerciais dentárias à base de ZrO2 estabilizado com ítria foram sinterizadas e caracterizadas quanto às suas propriedades físicas e mecânicas. Os blocos comerciais nanoestruturados (ProtMat®) foram sinterizados em diferentes temperaturas,1300oC e 1400oC, e os microestruturados (IVOCLAR, ZIRCONZHAN e ProtMat®) foram sinterizados nas temperaturas indicadas pelos fabricantes, 1500ºC, 1530ºC e 1600ºC, respectivamente. Tanto os blocos nanoestruturados quanto os microestruturados foram caracterizados em respeito à densificação, fases cristalinas e microestrutura. As propriedades mecânicas de dureza, tenacidade à fratura e resistência à flexão em 4 pontos foram determinadas e os resultados comparados. As amostras nanoestruturadas sinterizadas a 1400oC apresentaram melhores resultados, com densidade relativa em torno de 99.6% da densidade teórica, com fase tetragonal majoritária, dureza em torno de 1315HV, tenacidade a fratura de 11MPa.m1/2 , resistência a fratura de 1,0GPa e módulo de Weibull em torno de 13. As amostras nanoestruturadas sinterizadas a 1300ºC apresentaram dureza de 1230HV, tenacidade a fratura de 8,2MPam1/2 e resistência a fratura média de 814MPa e módulo de Weibull em torno de 8, resultados estes próximos aos obtidos para as amostras microestruturadas sinterizadas a temperaturas superiores. As amostras comerciais microestruturadas da IVOCLAR apresentaram dureza de 1325HV, tenacidade a fratura de 9,1MPa.m1/2 e resistência a fratura média de 870MPa e módulo de Weibull em torno de 10. As amostras microestruturadas ZIRCONZHAN apresentaram dureza de 1310HV, tenacidade a fratura de 9,0MPam1/2 e resistência a fratura média de 845MPa e módulo de Weibull em torno de 10 e as amostras microestruturadas da ProtMat apresentaram dureza de 1300HV, tenacidade a fratura de 8,9MPam1/2 e resistência a fratura média de 855MPa e módulo de Weibull em torno de 10. Foi realizado um tratamento estatístico dos dados para que pudessem ser. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, dental commercial ceramics the base of ZrO2 stabilized with yttrium had been sintering and characterized how much to its physical and mechanical properties. The nanostructuralized commercial blocks (ProtMat®) had been sintering in different temperatures, 13000C and 14000C, and the microstructuralized ones (IVOCLAR and ZIRCONZHAN and ProtMat®) had been sintering in the temperatures indicated for the manufacturers, 1500ºC, 1530ºC and 1600ºC, respectively. As much the nanostructuralized and microstructuralized blocks had been characterized in respect the crystalline densificação, phases and microstructure. The mechanical properties of hardness, tenacity to the breaking and resistance the flexão in 4 points had been determined and the comparative results. The nanostructuralized samples sintering 14000C had presented better resulted, with relative density around 99.6% of the theoretical density, with majoritária tetragonal phase, hardness around 1315HV, tenacity the breaking of 11MPam1/2, resistance the breaking of 1,0GPa and module of Weibull around 13. The nanostructuralized samples sintering 1300ºC had presented hardness of 1230HV, tenacity the breaking of 8,2MPa.m1/2 and resistance the average breaking of 814MPa and module of Weibull around 8, results these next ones to the gotten ones for the microstructuralized samples sintering the superior temperatures. The microstructuralized commercial samples of the IVOCLAR had presented hardness of 1325HV, tenacity the breaking of 9,1MPa.m1/2 and resistance the average breaking of 870MPa and module of Weibull around 10. Microstructuralized samples ZIRCONZHAN had presented hardness of 1310HV, tenacity the breaking of 9,0MPam1/2 and resistance the average breaking of 845MPa and module of Weibull around the 10 and microstructuralized samples of the ProtMat had presented hardness of 1300HV, tenacity the breaking of 8,9MPam1/2 and resistance the average breaking of 855MPa and module of Weibull around 10. A statistical treatment of the data was carried through so that they could be compared.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2010. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-21T13:45:10Z No. of bitstreams: 1 2010_FerminFidelHerreiraAragon.pdf: 8453504 bytes, checksum: ca099a1f7ebdfe73e7f5a0d39e1a52f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-21T13:47:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_FerminFidelHerreiraAragon.pdf: 8453504 bytes, checksum: ca099a1f7ebdfe73e7f5a0d39e1a52f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-21T13:47:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_FerminFidelHerreiraAragon.pdf: 8453504 bytes, checksum: ca099a1f7ebdfe73e7f5a0d39e1a52f0 (MD5) / Neste trabalho, pós nanopartículados de SnO2 contendo Ni, Co e Cr preparados pelo método de precursores poliméricos (método de Pechini) foram caracterizados estrutural e magneticamente. Através de um refinamento do Rietvel dos dados fornecidos por difração de raios-X, determinou-se a presença de uma única fase na amostra sem dopagem. Esta fase persistiu nas amostras dopadas com até 10% de metal. Nesta região de concentrações e nos três tipos de metais observou-se um decrescimento no tamanho da nanopartícula. Em amostras dopadas com concentrações de Ni e Co acima de 10%, observou-se a formação de duas fases: uma correspondente a SnO2 e outra ao composto NiO ou Co3O4, respectivamente. Medidas magnéticas na amostra de SnO2 não dopada indicaram a ocorrência de ordem magnético, a qual pode ter a sua origem na interação ferromagnética de elétrons armadilhados em vacâncias de oxigênio, cuja densidade é muito alta neste sistema nanoparticulado. O ingresso de Ni e Cr favorecem o ferromagnetismo na região de concentrações menores que ~3%. Já acima desta concentração, observou-se uma sinal paramagnética que cresce com a concentração de dopante. Nas amostras dopadas com Co, o ferromagnetismo desaparece já em concentrações de 0.4%. Para explicar estes resultados, se propus um modelo tipo "Core-Shell". Em baixas concentrações de metal, o ingresso do dopante é principalmente no núcleo da partícula, já quando a concentração atinge o limite da solução sólida, começa a ocorrer segregação dos átomos de metal de transição na superfície da partícula, a qual seria responsável pelo sinal paramagnética. Medidas de espectroscopia Raman em amostras de SnO2 dopadas com Ni, confirmaram a formação da fase tetragonal na região de concentrações abaixo de 7.5%. Foram determinados picos associados à desordem superficial cuja espessura estimada é de d ? 1:3nm. Através de medidas de magnetização DC foi determinada a ocorrência de relaxação térmica de momentos magnéticos na amostra de NiO. A natureza desta relaxação foi explorada por medidas de susceptibilidade AC, cujos resultados indicam uma possível fase de vidro de spin que coexiste com uma ordem antiferromagnética. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, the structural and magnetic caracterization of Ni, Co and Cr doped SnO2 nanoparti- cles prepared by the Pechini's method is presented. X-ray di®raction data have been analyzed by the Rietveld re¯nement method. The analysis indicates the formation of only the tetragonal phase for the undoped SnO2 nanoparticles. After the doping, the tetragonal phase remains until 10% of metal. Disregarding the metal transition type the particle size shows a decrescing tendency with the metal concentration in the range below 10%. For Ni and Co doped SnO2 nanoparticles, the formation of a second phase has been determined above 10%, which corresponds to the NiO and Co3O4 compound, respectively. Magnetic measurements of the undoped sample (SnO2) indicate the occurrence of magnetic order, which was assigned to the ferromagnetic interactions between electrons trapped in oxygen vacancies, whose density is extremely high in nanoparticulated systems. It was determined that the doping with Ni and Cr favors the ferromagnetism in concentration below 3%. Above that concentration a paramagnetic behavior is observed, which sinal increases with the increase of dopant concentration. In samples doped with Co, the ferromagnetism disappears even in concentrations of 0.4%. In order to explain those results a Core-Shell model type is proposed. In that framework and in lower doping concentrations the dopant di®uses mainly towards the core of the particle, but when the concentration is above the solid solution limit, a surface segregation stars to occur, which should be the responsible for the paramagnetic behavior. Raman spectroscopy measurements carried out in Ni-doped SnO2 nanoparticles con¯rm the for- mation of the tetragonal phase for Ni concentrations below 7.5%. By the analysis, peaks related to surface disorder have been determined, and the thickness of the layer has been estimated to be d » 1:3nm. DC magnetic measurements of NiO nanoparticles help us to determine the occurrence of thermal relaxation in the magnetic moments of the nanoparticles. The nature of those relaxations has been explored carrying out AC susceptibility measurements. The obtained results indicate a possible formation of spin-glass phase that coexists with an antiferromagnetic order.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2010. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-07-02T01:38:48Z No. of bitstreams: 1 2010_FlaviaCarneirodaCOliveira.pdf: 3185321 bytes, checksum: 2f8393fa41aed1c2b13552371fe1dd1e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-07-02T01:40:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_FlaviaCarneirodaCOliveira.pdf: 3185321 bytes, checksum: 2f8393fa41aed1c2b13552371fe1dd1e (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-02T01:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_FlaviaCarneirodaCOliveira.pdf: 3185321 bytes, checksum: 2f8393fa41aed1c2b13552371fe1dd1e (MD5) / As propriedades dos materiais magnéticos são fortemente influenciadas pelo diâmetro, morfologia e distribuição de tamanho das partículas. Neste sentido, a busca por novos materiais magnéticos e por métodos alternativos de síntese com tamanho e forma controlados, através do uso de moduladores e reagentes menos tóxicos, continua sendo um desafio. Esse tipo de material encontra aplicações especiais em controle de poluição ambiental, biomedicina e catálise. Neste trabalho reporta-se a obtenção de uma nova classe de materiais magnéticos baseados em dispersões estáveis de nanopartículas de -Fe2O3 ou CoFe2O4 com a superfície modificada no líquido iônico BMI.BF4. As amostras foram caracterizadas por raios X, microscopia eletrônica de transmissão, medidas de magnetização e espectroscopia Raman. A estabilidade das nanopartículas foi explicada pela formação de uma camada protetora semi-organizada composta de agregados supramoleculares do tipo [(BMI)2(BF4)3]-. Também é apresentado um processo de síntese e modificação de nanopartículas magnéticas, em uma só etapa, através da decomposição térmica do Fe(acac)3 em BMI.NTf2, como solvente, e oleilamina. Esse processo pode ser utilizado para a síntese de ferritas do tipo MFe2O4 ( com M= Co, Ni, Mn) pela adição do precursor de acetilacetonato do metal desejado. A temperatura e o tempo de reação utilizado são inferiores aos reportados na literatura. O tamanho e morfologia das nanopartículas podem ser modulados pela temperatura ou tempo de reação. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The properties of these magnetic materials are strongly influenced by the diameter, shape and size distribution of the nanoparticles. Therefore, the search for new magnetic materials and for alternative methods that allow the synthesis of these magnetic nanoparticles with controlled size and shape using modulate fluids and less toxic reactants is still a challenge. These kinds of materials find special applications in environmental pollution control, biomedicine and catalysis. Here we reported a disclosure of new class of magnetic material based on a stables dispersions of surface modified -Fe2O3 or CoFe2O4 nanoparticles in the BMI.BF4 ionic liquid. The magnetic NPs were characterized by X-ray powder diffraction, transmission electron microscopy, Raman spectroscopy and magnetic measurements. The stability of the nanoparticles in BMI.BF4 was explained by the formation of a semi-organized protective layer composed of supramolecular aggregates in the form of [(BMI)2(BF4)3]-. We also report an easy synthesis of magnetic nanoparticles by thermal decomposition of Fe(acac)3 as a precursor, BMI.NTf2 as solvent and oleylamine. These process can be extended to the synthesis of MFe2O4 nanoparticles ( with M= Co, Ni, Mn) by simple adding a different metal acetylacetonate precursor to the mixture. The reaction temperature is lower than those used in the decomposition processes reported above. The size and shape of these nanoparticles can be modulated by the reaction temperature or time.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-10-06T16:05:00Z No. of bitstreams: 1 2011_RodolphoCarvalhoLeite.pdf: 3530224 bytes, checksum: b9dbcf8a9c3bbe11d2f153f5db209853 (MD5) / Approved for entry into archive by LUCIANA SETUBAL MARQUES DA SILVA(lucianasetubal@bce.unb.br) on 2011-10-07T16:24:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_RodolphoCarvalhoLeite.pdf: 3530224 bytes, checksum: b9dbcf8a9c3bbe11d2f153f5db209853 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-10-07T16:24:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_RodolphoCarvalhoLeite.pdf: 3530224 bytes, checksum: b9dbcf8a9c3bbe11d2f153f5db209853 (MD5) / Elaboramos nanopartículas magnéticas à base de ferritas de manganês com diâmetros médios entre 3,3 – 9,0 nm, por coprecipitação hidrotérmica em meio alcalino. Difratrogramas de raio-x e Microscopia Eletrônica de Transmissão são confrontados e confirmam que os nanocristais, de forma aproximadamente esférica, apresentam estrutura cristalina do tipo espinélio. Essas nanopartículas são dispersas em meio ácido graças a uma estratégia núcleo-superfície, que permite proteger as partículas contra a dissolução. O objetivo desse trabalho é a investigação da barreira de anisotropia dessas nanopartículas por técnicas experimentais. Em baixas temperaturas medidas de magnetometria, mais particularmente, da temperatura de bloqueio, do campo de anisotropia e da dependência térmica do campo coercivo, permitem uma análise cruzada da barreira de anisotropia. Em temperatura ambiente, efetuamos medidas de birrefringência magneto-induzida, em campos cruzados. Todas as medidas foram realizadas em soluções diluídas no sentido de investigar a propriedade individual de cada partícula. Os resultados obtidos indicam que a ordem de grandeza da constante efetiva é duas vezes maior que a constante de anisotropia magneto-cristalina da ferrita de manganês. Ainda, o valor determinado aumenta à medida que o tamanho das nanopartículas diminui, assim apontando para uma contribuição superficial da anisotropia magnética. Esta é caracterizada por uma constante KS cujo valor médio é encontrado entre 1,1×10-4 J/m2 e 3,9´10-4 J/m2. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / We elaborate magnetic nanoparticles based on manganese ferrite, with mean diameters between 3.3 nm and 9.0 nm, using hydrothermal coprecipitation in alkaline medium. Xrays diffractograms and transmission electron microscopy pictures are obtained and confirm that the nanocrystals are approximately spherical and present a spinel type crystalline structure. These nanoparticles are then dispersed in acidic medium thanks to a core-shell strategy that allows protecting the particles from the acidic dissolution. The aim of this work is to experimentally investigate the anisotropy barrier energy of these particles. At low temperatures, magnetometry measurements, more specifically, measurements of the blocking temperature, of the anisotropy field and of the thermal dependence of the coercive field, allow a crossed analysis of the barrier energy. At room temperature, we realized measurements of magneto-induced birefringence in crossed fields. All these measurements were done using dilute solutions in order to investigate an individual particle property. The results indicate that the order of magnitude of the effective anisotropy constant is two times larger than the value of the constant of magneto-crystalline energy for manganese ferrite. Moreover, the determined value increases as the nanoparticle size decreases, therefore indicating an enhanced surface contribution for the magnetic anisotropy. The later is then characterized by a surface constant KS, whose mean value is found to be between 1,1×10-4 J/m2 and 3,9´10-4 J/m2.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-01-06T13:18:58Z No. of bitstreams: 1 2013_CarlosJoseDomingosCruz.pdf: 1828183 bytes, checksum: 8517a50b9431bf5e6f3c7782d577eab8 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-01-22T20:31:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_CarlosJoseDomingosCruz.pdf: 1828183 bytes, checksum: 8517a50b9431bf5e6f3c7782d577eab8 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-22T20:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_CarlosJoseDomingosCruz.pdf: 1828183 bytes, checksum: 8517a50b9431bf5e6f3c7782d577eab8 (MD5) / O interesse pelos nanomateriais ocorre da possibilidade de manipulação de átomos ou de um pequeno conjunto destes, de modo que as propriedades dos materiais possam ser regidas pelo tamanho. Dentre estes materiais, as nanopartículas magnéticas, tem despertado bastante interesse devido ao seu grande potencial tecnológico, com um futuro promissor no uso em diversas aplicações na indústria tecnológica e em aplicações biomédicas. Sendo assim, este trabalho visa a elaboração e o estudo de nanopartículas magnéticas modelo Core-Shell do tipo γ-Fe2O3@CoFe2O4, tendo em vista aplicações biomédicas, mais especificamente em magneto-hipertermia. As nanopartículas foram obtidas por síntese do tipo bottonup por método de coprecipitação de uma mistura de soluções de sais ferro em meio alcalino e em seguida, submetidas a um tratamento químico superficial em aquecimento, com solução de sal de cobalto, gerando o material desejado. Medidas de difração de raios X permitiram determinar a estrutura do material e o diâmetro médio dos nanogrãos. Dosagens químicas permitiram determinar as frações volumétricas das fases (núcleo e superfície) do material e bem como a espessura da camada superficial. As análises dos difratogramas pelo método de refinamento de Rietveld permitiram comprovar a existência das duas fases de estequiometria diferentes, porém de mesma estrutura cristalográfica (espinélio), bem como parâmetro de distribuição do íon ferro na estrutura que permitiu escrever a fórmula cristalográfica e determinar a magnetização calculada do nanocristal. Por fim, medidas de magnetização das nanopartículasCore-Shell (γ-Fe2O3@CoFe2O4) investigadas são apresentadas, onde mostram uma elevada energia de anisotropia para este nanomaterial magnético, garantido a existência de histerese mesmo a emperatura ambiente, tornando-o bastante promissor nas aplicações em magneto-hipertermia. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The interest in nanomaterials is the possibility of manipulating atoms or molecules in a way that these materias properties can be regulated by size. Among these materials, the magnetic nanoparticles, have attracted considerable interest due to their great technological potential, with a promising future in a choice of applications from the technology industry to biomedical ones. Thus, this work aims to design and study of core-shell magnetic nanoparticles, with formula γ-Fe2O3@CoFe2O4, as precursors for biomedical applications, specifically in magneto hyperthermia. Core-Shell nanoparticles were synthesized by using the botton up method through the alkaline coprecipitation of nanometric magnetite, then 2+subjected to a chemical treatment on surface by heating in a solution of Co , generating the desired material. Measurements of X-ray diffraction were used to determine the structure of the material and diameter of nanocrystals. Chemical techniques, such as, Atomic Absorption Spectroscopy, were used to determine the volume fractions of the each phase (core and surface) as well as the material and the thickness of the surface layer. From the Rietveld refinement of the XRD patterns we have been capable to prove the existence of two phases with different stoichiometry but similar in structure (spinel) as well as the distribution parameter iron ions in the structure allowing write the crystallographic formula and determine magnetization calculated for the nanocrystal. Finally, we present magnetization measurements of the core-shell nanoparticles investigated here. We evidence high anisotropy energy for our synthesized magnetic nanomaterial. Itassures the existence of hysteresis even at room temperature, making it very promising in applications like magnetohyperthermia.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-09T12:40:49Z No. of bitstreams: 1 2013_DanielleAlexandrinodeAndrade.pdf: 15406653 bytes, checksum: b70bc05954e0db96efdc43f18c2ed327 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-11T13:47:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DanielleAlexandrinodeAndrade.pdf: 15406653 bytes, checksum: b70bc05954e0db96efdc43f18c2ed327 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-11T13:47:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DanielleAlexandrinodeAndrade.pdf: 15406653 bytes, checksum: b70bc05954e0db96efdc43f18c2ed327 (MD5) / As nanopartículas magnéticas são investigadas devido às suas propriedades únicas e para muitas aplicações como dispositivos de armazenamento de dados, imagens médicas e catálise. A rota hidrotermal de co-precipitação é o processo de bottom-up mais aplicado de síntese química, permitindo a obtenção de partículas em escala nanométrica com composição controlada. Recentemente um composto magnético contendo nanopartículas de óxido de ferro maguemita incorporado em uma matriz de argila sintética, preparada por uma nova rota química de um passo, foi relatada na literatura. Aqui utilizando uma abordagem hidrotérmica semelhante sintetizamos nanopartículas de CoFe2C>4 utilizando uma solução de Laponita em fase líquida isotrópica a 0,5% em meio alcalino (pH = 10). A estrutura cristalina, bem como o diâmetro médio das nossas nanopartículas sintetizadas são deduzidas a partir dos padrões de difração do raios-X e é igual a 13 nm. A composição química das nanopartículas foi verificada por meio de dicromatometria no caso dos íons de ferro e de Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raio-X a fim de determinar a relação estequiométrica entre Co2+ /Fe3+ions. A caracterização da temperatura ambiente magnética foi realizada em um VSM / PPMS magnetômetro por campo até 90 kOe e mostra uma histerese com Hc = 330 Oe, Hirr = 4200 Oe e MS (300 K) = 42 emu/g. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Magnetic nanoparticles are investigate due to their unique properties and to many applications as data storage devices, medical imaging and catalysis. The hydrothermal co¬precipitation route is the mostly applied bottom-up chemical synthesis process, It allows obtaining particles at nanometric scale with controlled composition. Recently a magnetic composite containing iron oxide maghemite nanoparticles embedded in a synthetic clay matrix, prepared by a new one step chemical route, was reported in the literature. Here by using a similar hydrothermal approach we have synthesized CoFe204 nanoparticles using a 0.5% isotropic liquid phase laponite solutions in alkaline medium (pH =10). The crystalline structure as well as the mean diameter of our synthesized nanoparticles are deduced from X- ray diffraction patterns and equals to 13 nm. The nanoparticles chemical composition was verified by dicromatometry in the case of iron ions and by Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX) in order to determine the stoichiometric relation between Co /Fe ions. Room temperature magnetic characterization was performed in a VSM/PPMS magnetometer for field up to 90 kOe and shows a hysteresis with He = 330 Oe, Hirr = 4200 Oe and ms (300 K) = 42 emu/g.

Orientador: Carlos Cesar Bof Bufon / Banca: Antonio Riul Junior / Banca: Elidiane Cipriano Rangel / Resumo: Após mais de duas décadas de intensa investigação em pontos quânticos, nanopartículas e nanofios, as nanomembranas têm representado uma terceira onda de pesquisa em nanomateriais. Além do ponto de vista de pesquisa básica, esse novo tipo de nanoestrutura tem possibilitado o desenvolvimento de uma geração de dispositivos com novas funcionalidades e aplicação em diversas áreas do conhecimento como: energia, biotecnologia, microeletrônica e eletrônica molecular. Em nanomembranas, tanto o esforço de compressão como o de tração podem ser precisamente controlados de modo a gerar padrões e formas distintas como micro-tubos por exemplo. Além disso, pelo fato de serem finas, elas podem ser integradas em outros sistemas, como é o caso dos circuitos eletrônicos, por meio de combinações de técnicas de micro- e nano-fabricação. As estruturas e os padrões gerados podem ser funcionalizados com camadas orgânicas trazendo para o sistema inorgânico seletividade química e bioquímica, bem como a possibilidade de integração em sistemas biológicos. Foi desenvolvido neste trabalho uma plataforma baseada nas nanomembranas auto-enroladas que possibilitou a incorporação de filmes ultrafinos (< 20 nm) de Metal-organic frameworks (MOF) para estudo de transporte e injeção de cargas, que até o momento não foi reportado pela literatura. Como resultado, foi possível observar efeitos de resistência diferencial negativa (NDR), de modo inédito, neste tipo de material (SURMOF HKUST-1). Para o desenvolvimento de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: After many years of investigation in quantum dots, nanoparticles, and nanowires, nanomembranes has been considered a new research area in nanomaterials. Besides fundamental aspects, this nanostructure has allowed the development of a new generation of devices with new functionalities and applications in several areas such as energy, biotechnology, microelectronics and molecular electronics. In nanomembranes, the tensile and compressive forces can be precisely controlled to create different patterns and geometries as micro-tubes, for instance. Besides that, the low thickness allows them to be integrated onto another system (electronic circuits, for instance) through the combination of micro and nano-fabrication techniques. The structures and patterns can be functionalized with organic layers adding chemical and bio-chemical selectivity to the inorganic system, as well the possibility to integrate them in biological systems. Was developed at this work a system based on self-rolled up nanomembranes where was possible to study the electrical transport trough Metal-organic-frameworks thin films ( < 20 nm), that has not been reported by the literature yet. As a result, was observed the negative differential resistance effect (NDR), for the first time in the SURMOF HKUST-1. To develop this present work, were used several techniques as photolithography, thin film deposition and dry etching to fabricate the devices. To characterize the fabricated devices, scanning electron microscopy ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Alexandre Mesquita / Resumo: O titanato de cálcio CaTiO3 é um material com estrutura de tipo perovskita que tem sido aplicado como luminóforo. É bem estabelecido que a inserção de íons de terra rara no sítio ocupado pelo Ca2+ provoca mudanças significativas nas suas propriedades estruturais e produz efeitos luminescentes na faixa do visível. Entretanto não existem trabalhos reportando a inserção do La3+ no sítio do Ca2+ no que se refere às características estruturais e luminescentes desses materiais. Portanto, o presente trabalho estuda as propriedades fotoluminescentes apresentadas pela matriz à base de titanato de cálcio dopada com praseodímio, lantânio e alumínio. O material foi sintetizado a partir do método Pechini, que se mostrou um método eficaz na preparação de acordo com a caracterização estrutural realizada. A técnica de difração de raio X permitiu identificar que todas as amostras de CaTiO3 apresentam-se na fase cristalina com simetria ortorrômbica. Através da espectroscopia de absorção de raio X na borda K do Ti4+ constatamos a ocorrência de maior simetria do Ti4+ em relação aos átomos ao seu redor quando aumentamos a temperatura de calcinação e que a substituição de íons no sítio do Ca2+ não altera essa simetria. Em razão do aumento da concentração dos dopantes, tanto no sítio do Ca2+ quanto no sitio do Ti4+, foram observados alterações nos modos de vibração dos espectros Raman. Constatou-se o aumento da torção entre os octaedros de TiO6 em relação ao aumento da concentração dos dopantes. No... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The calcium titanate CaTiO3 is a perovskite structure material which has been used as phosphor. It is well established that the incorporation of rare earth ions in the place occupied by Ca2+ cause significant changes in their structural properties and produce luminescent effects in the visible range. However, there are no studies reporting the insertion of La3+ on the Ca2+ site with respect to structural and luminescent characteristics of these materials. So, this work studies the photoluminescent properties presented by the matrix based on calcium titanate doped with praseodymium, lanthanum and aluminum. The material was synthesized by the Pechini method, which proved an effective method of preparation according to the structural characterization performed. The technique of X-ray diffraction showed that all samples are organized and exhibit orthorhombic symmetry. Using X-ray absorption spectroscopy at the K edge of Ti4+, we found that the occurrence of major symmetry of Ti4+ with respect to the neighbor atoms when the calcination temperature was increased and that the substitution of ions Ca2+ by Pr3+ does not change this symmetry. With the concentration of dopants increasing at the Ca2+ and Ti4+ sites, changes of the vibration modes in the Raman spectra were observed. It was found an increased torque between the TiO6 octahedra as a function of the increase in concentration of dopants. In the luminescence spectra, increasing the structural defect density enhanced the light e... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Maria Valnice Boldrin Zanoni / Coorientador: Juliano Carvalho Cardoso / Banca: Paulo Clairmont Feitosa de Lima Gomes / Banca: Marcelo Ornaghi Orlandi / Banca: Romeu Cardozo Rocha Filho / Banca: Germano Tremiliosi Filho / Resumo: O esforço de tratar efluentes e águas superficiais contaminados por corantes tem sido intenso e uma das alternativas de interesse é a fotoeletrocatálise (FEC), baseada no uso de processos capazes de gerar radicais •OH, com grande potencial oxidante. O presente trabalho investiga a preparação, caracterização e aplicação de nanotubos de TiO2 (TiO2NTs) dopados com boro e modificados com Sb2S3 como ânodos no tratamento fotoeletrocatalítico de corantes de cabelo do tipo temporário. Tais modificações podem contornar limitações de filmes de óxido de titânio convencionais. Os eletrodos de nanotubos de TiO2 foram preparados por meio de anodização eletroquímica de placas de titânio metálico em eletrólitos contendo íon fluoreto. A deposição de nanopartículas de Sb2S3 foi realizada por meio da técnica de deposição por banho químico e a dopagem com boro por meio da adição de um precursor no eletrólito de anodização. Tais eletrodos foram caracterizados e aplicados na degradação fotoeletrocatalítica dos corantes Básico Vermelho 51 (BV51), Básico Azul 99 (BA99) e Ácido Amarelo 1 (AA1), escolhidos como modelos de corantes de cabelo para tal tratamento. Ambos os eletrodos mostraram eficiência de degradação significativamente superior à obtida para eletrodos não modificados, além de fotoativação na região do visível. Para contornar a limitação da FEC, que é a baixa eficiência em soluções altamente coloridas, foi investigada a combinação da FEC com ozonização no intuito de melhorar a eficiência ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Intense effort has been devoted to the treatment of effluents and surface water contaminated by dyes, and one of the alternatives of interest is the photoelectrocatalysis (PEC), based on the use of processes capable of generating • OH radicals, with great o xidizing potential. The present work investigates the preparation, characterization and application of TiO 2 nanotubes (TiO 2 NTs), doped with boron and modified with Sb 2 S 3, as anodes in the photoelectrocatalytic treatment of hair dyes of the temporary type. Such modifications could circumvent limitations of conventional TiO 2 oxide films. The TiO 2 nanotubes electrodes were prepared by electrochemical anodization of metallic titanium plates in fluoride - containing electrolytes. The deposition of nanoparticles of Sb 2 S 3 was carried out by chemical bath deposition technique and the doping with boron was done by the addition of a boron precursor in the anodizing electrolyte. These electrodes were characterized and applied in the photoelectrocatalytic degradation of B asic Red 51 ( BV51 ), Basic Blue 99 ( BA99 ) and Acid Yellow 1 ( AA1 ) dyes, chosen as models of hair dyes for treatment. Both electrodes promoted degradation efficiency significantly higher than that obtained for unmodified electrodes, in addition to the photoactivation in the visible region. To circumvent PEC limitation, which is the low efficiency in highly colored solutions, the combination of PEC technique with ozonation was investigated in order to improve the treatment efficiency of the AA1 dye in higher concentration and in the treatment of effluents resulting from h air dyeing. The combined method was the most efficient among those tested and the simple application of a voltage (O3 + FEC) greatly increases the decolorization rate (2×), decreases the time required for mineralization and the consumption of 'electric ene rgy per order' compared to an... / Doutor

Avanços recentes na síntese e manipulação de nanofios semicondutores têm aberto novas oportunidades tecnológicas. Nanofios de silício (SiNWs) pertencem a uma classe única de nanofios semicondutores, pelo fato de que, em um futuro próximo eles possam ser utilizados como elementos de integração entre dispositivos dentro do contexto da tecnologia do silício convencionais. Também há outras aplicações, tais como nanosensores químicos e biológicos a nível atômico ou molecular, possibilitando aplicações e desenvolvimento de tecnologias de sensoriamento in vivo. Realizamos uma investigação teórica da estabilidade e plasticidade de nanofios de silício usando o estado da arte em simulações de dinâmica molecular e em potenciais interatômicos. Consideramos nanofios com as direções de crescimento h100i, h110i e h112i com diversos diâmetros e tipos de facetas. Encontramos que o perímetro, e não o diâmetro, é o parâmetro relevante para descrever as dimensões dessa classe de sistema. Verificamos a performance de diversos potenciais interatômicos para o silício, e encontramos que o EDIP fornece uma melhor descrição para nanofios de silício. Encontramos que as famílias de facetas de superfície desempenham um papel central na energia total do nanofio, que segue uma lei universal como função do perímetro. Também calculamos a resposta de um nanofio de silício a uma tensão uniaxial externa, que habilita-nos a sugerir um novo método de obter nanofios de silício ultrafinos por nanodeformação. Os resultados de estabilidade e plasticidade são comparados com dados experimentais e \'ab initio\' disponíveis na literatura. / Recent advances in synthesizing and manipulating semiconductor nanowires have opened new technological opportunities. Silicon nanowires (SiNWs) belongs a unique class of semiconductor nanowires, since they could be used in conventional silicon device technology in a near future. Additionally, there are other applications, such as chemical and biological nanosensors at atomic or molecular level, opening a new range of technological applications of in vivo sensoring. Here, we carried a theoretical investigation on the stability and plasticity of silicon nanowires using the state of art of molecular dynamics and interatomic potential. We considered nanowires with h100i, h110i and h112i growth directions with several diameters and facet configurations. We found that the perimeter, and not the diameter, is the relevant parameter to describe dimensions in this class of systems. We tested the reability of several interatomic potential for silicon, and found that the EDIP model provides the best description of silicon nanowires. We found that the surface facet family plays a central role on the nanowire total energy, which follows an universal scale law as a function of perimeter. We also computed the response of a silicon nanowire to external load, which allowed us to suggest a new method to obtain ultra thin silicon nanowires by nanodeformation. The results on stability and plasticity are compared to experimental and ab initio results available in the literature.