Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAMPOS_Paula_2014.pdf: 1924698 bytes, checksum: d5134f8bff1512ce41535c0a1f61d175 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work the immobilization of enzyme β-Galactosidase has been investigated with use of assembly technique of nanostructured films denominated LbL (Layer-by-Layer) for employment in an amperometric biosensor of lactose. Therefore, spectroscopy measured has made for UV-vis (Ultraviolet-visible) and fluorescence, in order to monitor the bands of absorption and emission of each bilayer deposited and to confirm the presence of enzyme in the films. It has made too FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) and SFG (Sum Frequency Generation) for the purpose to understand the films structure, the interactions present and the efficiency of technique in the immobilization process. For the lactose detection amperometric measured have carried and that way the performance of modified electrode have evaluated in relation to enzyme immobilization, the polyelectrolytes performance Poly (allylamine hydrochloride) (PAH) and Poli (etileno imina) (PEI) and poly(ethyleneimine) and the operations conditions of biosensor which sensibility, limit of detection, interferences and stability. The evaluation of enzyme deposition by UV-vis and fluorescence showed that the films growth has been satisfactory presenting the characteristics bands of da β-Gal regarding to amino acid residues tryptophan, tyrosine and phenylalanine, among others, in λ = 280 nm for absorption and λ = 344 nm for emission and the deposition of material has been growing. The spectrum of FTIR and SFG indicated bands of chemical groups characteristics of polymers and enzyme and proved that the bonds, probably secondary of the elements are sufficiently strong for to keep the films in substrate during the sensory evaluation. In lactose detection it has made electrode of (PEI/β-Gal)n e (PAH/β-Gal)n both of ten and third bilayers. The sensibility of film (PEI/β-Gal)10 was 0.061 μA mmol-1 cm-2, while the (PAH/β-Gal)10 was 0.079 μA mmol-1 cm-2. In order to increase the efficiency of the biosensors, electrodes compounds for third bilayers were tested, this way the film (PEI/β-Gal)30 has achieved a sensibility higher than the previous electrodes of 0.31 μA mmol-1 cm-2, is likely that a great amount of enzyme has been immobilized. However, the film ITO/PB/(PAH/β-Gal)30 has not get the same efficiency despite de number of bilayer have been increase. Have been identified two interferences, the glucose and the ascorbic acid, but both can be avoided, the first with use of a biosensor for glucose coupled with lactose biosensor and the second causes an elevation on current, being naturally differentiated. The stability of the biosensor was twelve days, being measured in days alternate. All experiments performed to converge to prove that the LbL technique were adequate to assembly the biosensor and that lactose detection can be done and in levels nearby to real samples, but is possible to improve the system still with studies more expanders about the films structure and to test news biosensors configurations. / Neste trabalho investigou-se a imobilização da enzima β-Galactosidase utilizando a técnica de automontagem de filmes nanoestruturados, denominada LbL (Layer-by-Layer do inglês) para o emprego em um biossensor amperométrico de lactose. Foram feitas medidas espectroscópicas por Ultravioleta e visível (UV-vis) e fluorescência, a fim de monitorar as bandas de absorção e emissão de cada bicamada depositada e confirmar a presença da enzima nos filmes. Fez-se também espectroscopia por transformada de Fourier (FTIR) e Geração de Soma de Frequências (SFG) para compreender a estrutura dos filmes, as interações presentes e a eficiência da técnica no processo de imobilização. Para a detecção de lactose realizou-se medidas amperométricas e dessa forma avaliou-se o desempenho do eletrodo modificado em relação à imobilização da enzima, a eficiência dos polieletrólitos Poli (alilaminahidroclorada) (PAH) e Poli (etileno imina) (PEI) e as condições de operação do biossensor tais como sensibilidade, limite de detecção, interferentes e estabilidade. A avaliação da deposição da enzima pelo UV-vis e fluorescência mostrou que o crescimento dos filmes foi satisfatório, apresentando as bandas características da β-Gal atribuídas aos resíduos de aminoácidos triptofano, tirosina e fenilalanina, entre outros, em λ = 280 nm por absorção e sendo os mesmo responsáveis pela emissão em λ = 344 nm sendo que a deposição de material foi crescente. Os espectros de FTIR e SFG indicaram bandas de grupamentos químicos característicos dos polímeros e da enzima e comprovaram que as interações, provavelmente secundárias, entre os elementos são fortes o suficiente para manter o filme no substrato durante as avaliações sensoriais. Na detecção de lactose foram feitos eletrodos de ITO/PB/(PEI/PVS)1/(PEI/β-Gal)n e ITO/PB/(PAH/PVS)1/(PAH/β-Gal)n ambos com dez e trinta bicamadas. A sensibilidade do filme ITO/PB/(PEI/PVS)1/(PEI/β-Gal)10 foi 0,061 μA.mmol-1.cm-2, enquanto o ITO/PB/(PAH/PVS)1/(PAH/β-Gal)10 foi 0,079 μA.mmol-1.cm-2. A fim de aumentar a eficiência do biossensor eletrodos compostos por 30 bicamadas foram testados, dessa forma o filme ITO/PB/(PEI/PVS)1/(PEI/β-Gal)30 alcançou uma sensibilidade superior aos eletrodos anteriores de 0,31 μA.mmol-1.cm-2, pois é possível que uma maior quantidade de enzimas tenha sido imobilizada. Entretanto o filme ITO/PB/(PAH/PVS)1/ (PAH/β-Gal)30 não obteve a mesma eficiência mesmo tendo o número de bicamadas aumentado, o que pode ser atribuído à estrutura do polieletrólito. Foram identificados dois interferentes, a glicose e o ácido ascórbico, mas ambos podem ser evitados, o primeiro com o uso de um biossensor para glicose acoplado ao da lactose e o segundo causa uma elevação na corrente, sendo naturalmente diferenciado. A estabilidade do biossensor foi de 12 dias, com medida em dias alternados. Todos os experimentos realizados convergem para provar que a técnica LbL foi adequada para a construção do biossensor e que a detecção da lactose pode ser feita em níveis de concentração próximos à de amostras reais, mas ainda é possível aprimorar o sistema com estudos mais aprofundados sobre a estrutura dos filmes e testar novas configurações de biossensores.

Orientador: Leila Aparecida Chiavacci / Coorientadora: Renata Cristina Kiatkoski Kaminski / Banca: Marco Antonio Correa / Banca: Marian Rosaly Davolos / Resumo: A incidência de câncer de pele em todo o mundo cresce exponencialmente principalmente devido à exposição freqüente à radiação ultravioleta (UV). O uso de protetor solar é a medida mais eficaz para a sua prevenção. O dióxido de titânio (TiO2) é um filtro inorgânico que atua espalhando, refletindo e absorvendo a radiação UV, é fotoestável, hipoalergênico, entretanto, deixa a pele com aspecto esbranquiçado dependendo do tamanho da partícula. Hoje em dia há uma procura grande por produtos multifuncionais e o uso de estruturas líquido-cristalinas vem crescendo cada vez mais por promover a liberação controlada de ativos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver sistemas multifuncionais líquido-cristalinos contendo nanopartículas de TiO2 transparentes capazes de agir como fotoprotetores e de liberar terpinem-4-ol (terpeno com atividade antioxidante) de forma controlada prevenindo e/ou tratando o câncer de pele. O teste de citotoxicidade mostrou que as nanopartículas de TiO2 obtidas através do processo sol-gel não foram citotóxicas para as duas linhagens de células testadas (queratinócitos de pele humana - HaCaT e fibroblastos de pulmão humano - MRC-5), evidenciando o uso deste material nos humanos sem causar danos. O potencial zeta das nanopartículas indicou que entre pH 5 e 7, que não é agressivo para pele humana, é possível evitar aglomeração das nanopartículas por estas apresentarem cargas superficiais significativas. Os dados de espalhamento de raios X a baixo ângulo e microscopia de luz polarizada mostraram que foi possível manter a estrutura líquido-cristalina das formulações com a presença de nanopartículas de TiO2 e terpinem-4-ol. O teste de liberação in vitro das formulações contendo 1 e 5% de terpinem-4-ol mostraram que o sistema líquido-cristalino controlou... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The incidence of skin cancer growth exponentially in all the world mainly due to the frequent ultraviolet (UV) radiation exposition. The sunscreen use is one of the efficient manners to prevent the skin cancer. The titanium dioxide (TiO2) is an inorganic filter which works scattering, reflecting and absorbing the UV radiation, it is photostable, hypoalergenic, but it presents a whiteness appearance depending on the particle size. Nowadays there is a high demand for multifunctional products and the use of liquid crystal has been increasing because it promotes active controlled delivery. The propose of this work is to develop liquid crystalline multifunctional systems with transparent TiO2 nanoparticles able to photoprotect the skin and release in a controlled manner terpinem-4-ol (a terpen with antioxidant activity) to prevent and/or treat the skin cancer. The citotoxicity assay showed that TiO2 nanoparticles obtained by sol-gel process weren't cytotoxics to the two cell lines tested (human skin keratinocites - HaCaT and human lung fibroblasts - MRC-5), evidencing the use of this material on the humans without dangers. The nanoparticles zeta potential indicated that at pH about 5 and 7, pH that is not irritative to the human skin, it's possible to prevent nanoparticles aggregation due to their significative superficial charges. The small angle scattering X rays and light polarized microscopy data showed that it is possible to maintain the liquid crystalline structure of the formulations with the presence of TiO2 nanoparticles and terpinem-4-ol. The in vitro terpinem-4-ol release assay of the formulations containing 1 and 5% of terpinem-4-ol showed the controlled release of the liquid crystalline systems (liberation at about 13% in 12 hours), being zero order the best mathematical model that fit the release profile, indicating... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Eduardo René Perez Gonzalez / Banca: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Banca: Valtencir Zucolotto / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Na presente dissertação de mestrado apresentam-se estudos de um material polimérico do tipo poli(azo)uretana, chamada aqui de PAzoU, obtida a partir da reação de azocorante com o bis-carbonato cíclico de di-glicidiléter-bis-fenol A. A reação do azocorante possuindo dois agrupamentos 'NH IND. 2' livres com o bis-carbonato conduz à formação da PAzoU, a qual foi caracterizada por ressonância magnética nuclear de carbono 13 ('INTPOT. 13 C' RMN) em solução e na forma de pó e cromatografia de permeação por gel (GPC). Vale ressaltar a importância ecológica e industrial deste processo, uma vez que a poliuretana resultante é livre de isocianato (NIPU, do inglês non-isocyanate polyurethane) e foi obtida a partir da captura e ativação do 'CO IND. 2'. Uma vez caracterizado o polímero, filmes nanoestruturados foram fabricados com o objetivo principal de se investigar a estruturação em nível molecular do polímero nos filmes finos. Tal estruturação, além das características físicas e químicas do material em si, é um fator fundamental nas propriedades óticas e elétricas do filme. A importância do estudo destes materiais na forma de filmes finos justifica-se porque a maioria dos dispositivos eletrônicos de materiais orgânicos é fabricada tendo o filme fino como elemento transdutor de sinal. Três diferentes tipos de filmes finos foram estudados: filmes de Langmuir, filmes de Langmuir-Blodgett (LB) e filmes evaporados (ou PVD, do inglês physical vapor deposition). Os filmes de Langmuir, estudados na forma de monocamadas na interface ar/água, foram caracterizados por isotermas de pressão de superfície vs área molecular média (isotermas 'pi'-A) variando-se diferentes parâmetros: solventes para a dissolução do polímero, testes de estabilidade, curvas de histereses, velocidade de compressão das moléculas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work is related to the results of the study of a polymeric material in a form of ultrathin films. The studied polymer is a poly(azo)urethane, named PAzoU, obtained by the copolymerization of a diazo(4-aminomethyl-benzylamine) with the cyclic bis-carbonate of diglicidilether- bis-phenol A. The final polyurethane is a NIPU, non-isocyanate polyurethane material being remarkable the ecological and industrial role of materials obtained from 'CO IND. 2' capture and activation. The PAzoU was characterized by carbon 13 nuclear magnetic resonance ('INTPOT. 13 C' RMN) in solution and in solid state, and by gel permeation chromatography (GPC). Once the polymer was characterized, nanostructured films were fabricated for investigating the polymer structuration at molecular level. Such structuration, in addition to the physical and chemical characteristics of the material itself, plays an important role on the film optical and electrical properties. In fact, most of the organic electronic devices are fabricated with the signal transducer element as a thin film. This justifies the importance of the study of the polymeric materials in the thin film form. The films have been studied in the monomolecular form by the langmuir technique on the air/water interface. The PAzoU has been characterized by isotherms of surface pressure vs mean molecular area ('pi'-A isotherm). The influence of the solvent has been investigated and N,N-dimethylformamide (DMF) was chosen as the most appropriate for 'pi'-A isotherm experiments. Hence, other experiments were carried out using DMF as solvent: stability tests, hysteresis curves, compression speed of the molecules, and mixed films produced using stearic acid (SA). Afterwards the Langmuir films were transferred onto solid substrate forming Langmuir-Blodgett (LB) films, which were... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ManiloSM_DISSERT_1-50.pdf: 4744435 bytes, checksum: 63f2fe48dd9e2c3e0e16f7ec2bb17cdf (MD5) Previous issue date: 2012-02-10 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Investigamos neste trabalho as propriedades da din?mica da magnetiza??o em amostras na forma de multicamadas de [Co40Fe40B20/M] ? 50 produzidas por magnetron sputtering, com 10 nm de espessura da camada amorfa de CoFeB e 2 nm de espessura para a camada M, onde M ? uma material met?lico n?o magn?tico, tais como, Ta, Ag e Cu. Atrav?s das medidas de difra??o de raio-X (caracteriza??o estrutural) e das medidas de magnetostric??o, obtidas atrav?s de um sistema cantilever , foi poss?vel explicar o comportamento da din?mica da magnetiza??o obtida pelas medidas do efeito Magnetoimped?ncia (MI) realizadas em um amplo intervalo de freq??ncia, 10 MHz at? 1800 MHz. Os resultados mostram a influ?ncia das diferen?as estruturais e do comportamento magnetostrictivo em fun??o dos diferentes materiais espa?adores no efeito MI. Com os dados obtidos na caracteriza??o magn?tica e com os modelos propostos por L. Spinu para o c?lculo do tensor susceptibilidade transversal e L. V. Panina para o c?lculo da MI de uma tri-camada foi poss?vel simular para uma faixa de freq??ncias o efeito MI nas amostras estudadas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-30Bitstream added on 2014-06-13T20:40:11Z : No. of bitstreams: 1 fernandes_dm_me_bauru.pdf: 957024 bytes, checksum: 166e807e8c28852f41e7733849398194 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho teve como objetivo estudar as características dosimétricas do polímero poly-[1,1-bis(ethynyl)-4,4-bipheny(bis-tributylphosphine)Pt(11)] (Pt-DEBP) frente à radiação gama. Para realização dos experimentos dissolveu-se o polímero Pt-DEBP, contendo dez unidades monoméricas, em solventes orgânicos - clorofórmio e totueno. As amostras foram irradiadas em quatro concentrações (0,0500; 0,0375; 0,0250; 0,0113 mg/mL) e em duplicatas, com doses que variaram de 1 a 90 Gy. Os resultados foram avaliados com base em técnicas espectroscópias, como a espectroscopia de absorção óptica (UV-VIs), fluorescência (emissão), fluorescência com resolução temporal (FRT) e infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Para soluções de Pt-DEBP em clorofórmio, nota-se uma alteração na posição da banca principal (л-л *) de absorção óptica para menores comprimentos de onda (blue-shift), aliado a uma diminuição da intensidade de absorção, á medida em que se aumenta a dose de radiação. Na espectroscopia de fluorescência, observou-se um deslocamento para maiores comprimentos de onda (red-shift) aliado a um aumento de intensidade na banda de emissão com aumento da dose de radiação. Experimentos de FRT, das amostras irradiadas em clorofórmio indicam a presença de um novo centro emissor. Os espectros de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) comprovam a entrada de cloro na cadeia polimérica, justificando o blue-shift obervado nos espectros de absorção e o novo centro emissor responsável pela alteração nos espectros de emissão. Além disso, foi analisado o comportamento linear dos resultados obtidos nos estudos de absorção e fluorescência, tomando como base a relação entre comprimento de onda máxima de absorção com a dose e, para o segundo caso, a relação entre... / This work aimed to study the dosimetric characteristics of the polymer of the polymerpoly-[1,1-bis (ethynyl) -4,4 biphenyl (bis-tributylphosphine) Pt (II)] (Pt-DEBP) compared to radiation gamma. The Pt-DEBP polymer, containing ten monomer units, was then dissolved in organic solvents as chloroform and toluene. The samples were irradiated at four concentrations (0.0500, 0.250, 0.0113 mg / mL) in duplicate, with radiation doses ranging from 1 to 90 Gy. The results were evaluated based on spectroscopic techniques such as optical absorption spectroscopy (UV-Vis), fluorescence (emission), time resolved fluorescence (FRT) and Fourier transform infrared (FTIR). For DEBP-Pt solutions in chloroform, there is a shift in the position of the main optical absorption band (л-л *) to lower wavelength (blue-shift), allied to a decreasing absorption intensify with increasing radiation dose. In fluorescence spectroscopy, there was a shift to longer wavelengths (red-shift) allied to an increasing emission intensify with increasing radition dose. FRT experiments on irradiated samples dissolved in chloroform indicated the presence of a new emitter center. FTRI spectra show the incorporation of chlorine in polymer chain, justifying the blue-shift observed in the absorption spectra and the new emission center. In addition, the behavior of linear results in the aborption and fluorescence studies was investigated based on the relationship between the wavelength of maximum absorption/emission and the radiation dose. For both cases, a linear behavior was observed in relation to the sample concentration. Repeatability and stability tests were also performed. For the samples dissolved in tolluene, there was no significant shift of the spectrum of absorption or fluorescence for all doses. The results show that the Pt-DEBP polymer dissolved in chloroform can be used as a dosimer for y-ray doses between... (Complete abstract click electronic access below)

Apesar de todos os esforços feitos até hoje para explorar as propriedades estruturais de nanopartículas bimetálicas, ainda há uma restrição no que se refere a ferramentas adequadas para analizar com sucesso suas estruturas e composição. Nessa tese de doutorado, diferentes amostras contendo nanopartículas de PtPd foram sintetizadas de modo a conseguir um determinando arranjo atômico dos elementos no interior da nanopartícula, que podem ser uma estrutura caro¸cocasca (o que significa que um elemento está no caroço da nanopartícula e o outro elemento está presente na casca da nanopartícula) ou nanoliga. As amostras foram analisadas via MEIS (Espalhamento de Ions de Média Energia) e análise elementar espacialmente resolvida via espectroscopia de energia dispersiva (EDX) no modo STEM (Microscópio Eletrônico de Transmissão e Varredura). O uso complementar das técnicas MEIS e STEM mostrou-se de grande valia, sendo que a primeira analisa estatisticamente milhões de nanopartículas, enquanto que a segunda analisa as nanopartículas individualmente. Como fruto disso, as medidas com suas respectivas simulações conseguiram prover detalhes importantíssimos, tais como raio do caroço, espessura e composição da casca, e também distinguiu estruturas caroço casca. Estruturas de nanoligas de PtPd e caroço de Pd foram sintetizadas com sucesso, enquanto que a tentativa de criar uma estrutura com caroço de Pt resultou em uma mistura de estruturas caroço casca (caro¸co de Pt ou Pd) e nanoligas. Além disso, a sensibilidade da técnica MEIS à superfície da nanopartícula foi corroborada, sendo que ela foi capaz de quantificar a composição mais plausível da casca. / Despite all efforts that have been performed to explore the structural properties of bimetallic nanoparticles, there is still a constraint in the proper use of tools to successfully analyze their composition and structure. In this doctoral thesis different samples containing PtPd nanoparticles were synthesized in such a way to form a determined atomic arrangement of elements within the nanoparticle, which could be a nanoalloy or a core@shell structure. The samples were analysed via MEIS (Medium Energy Ion Scattering) and space-resolved elemental analysis energy dispersive spectroscopy (EDX) in the STEM (Scanning Transmission Electron Microscopy) mode. The complementarity of MEIS and STEM was validated, since the first technique analyses statistically million of nanoparticles, while the second ones analyses the nanoparticles individually. As a result, the measurements along with their respective simulations enabled us to obtain some very important nanoparticle details, such as the core and shell sizes, composition of the shell, and to distinguish different core@shell structures. Nanoalloys and Pd-core structures were successfully synthesized, while the attempt to produce a Pt-core resulted in a mixture of core@shell structures (Pt or Pd core) and nanoalloys. Moreover, MEIS sensitivity to the nanoparticles surface was corroborated by the fact that we were able to quantify the most plausible shell composition of the nanoparticles.

O tema geral desta tese é a utilização de técnicas ópticas de espectroscopia Raman não linear para análises de sistemas distintos. Especificamente, nos concentraremos na técnica de CARS multiplexado, introduzindo os princípios fundamentais e relatando a importância do tratamento de dados para a recuperação do espectro vibracional. Comprovamos que a técnica de CARS multiplexado é capaz de substituir a espectroscopia Raman convencional de maneira eficiente nas aplicações abordadas e apresentar diversas vantagens. Por fim, apresentamos outros trabalhos desenvolvidos durante o período de doutoramento relacionados à microscopia óptica em escala nanométrica. / The general theme of this thesis is the use of the nonlinear Raman spectroscopy techniques to analyze different systems. Specifically we will concentrate in the Multiplex CARS technique, introducing the fundamentals and relating the important role of the data processing to retrieve the vibrational spectrum. We show that multiplex CARS can substitute the conventional Raman spectroscopy efficiently in the discussed subjects and provide several advantages. Finally, we present others developed works during the doctorate period related with microscopy in nanometric scale.

Filmes de nanodiamante (NCD – do inglês nanocrystalline diamond) são de amplo interesse tecnológico uma vez que reúnem propriedades ímpares numa reduzida área. A dopagem desses filmes permite controlar sua condutividade elétrica e, utilizá-los no setor eletroquímico e no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos. Usualmente, NCD são crescidos pelo método de deposição química a vapor (CVD – do inglês chemical vapor deposition) a partir de substratos de silício. Boro é incorporado controladamente à rede cristalina do diamante durante o processo CVD, a partir de fonte gasosa, num processo bastante complexo. Fontes de dopante no estado sólido e/ou líquido são possíveis de serem utilizadas desde que sejam realizadas adaptações nos reatores de deposição. Nesse contexto, esse trabalho consistiu no estudo da obtenção de procedimentos experimentais de crescimento e dopagem com boro de filmes NCD utilizando a técnica CVD mediante inserção de nitrogênio ao plasma reativo, substratos cerâmicos que permitam o crescimento autossustentado dos filmes e fonte de dopante sólida sem realização de adaptação do reator para, por conseguinte, caracterizar as propriedades dos filmes crescidos. Dentre os resultados obtidos, pode-se afirmar que os objetivos propostos foram alcançados, sendo possível estabelecer um método experimental para crescimento de NCD sobre zircônia, obter de rotas efetivas de dopagem leve dos filmes e a caracterização por diferentes técnicas analíticas, possibilitando a investigação de muitas de suas propriedades. / Nanocrystalline diamond films (NCD) are of great technological interest since they gather unique properties in a reduced area. Doping of these films allows control its electrical conductivity and enables its use in the electrochemical industry and in the development of electronic devices. Usually, NCD are grown by the method of chemical vapor deposition (CVD) from silicon substrates. Boron is incorporated into the diamond crystal lattice controllably during the CVD process from a gas source, by a complex procedure. Sources of dopant in the solid and/or liquid physical states are possible to be used since adjustments are made in the deposition reactors. In this context, this work consisted of the study of experimental procedures for obtaining growth and doping with boron of NCD films using CVD technique by insertion of nitrogen into the reactive plasma, ceramic substrates that allow the self-sustained growth of films and solid dopant source without performing any adjustment of the reactor for, therefore, characterize the properties of films grown. The results state that the goals have been achieved. It was possible to establish an experimental method for growing NCD by using zirconia substrates, to obtain effective routes of low doping of the films and characterization by different analytical techniques, enabling the investigation of many of their properties.

Zircônia hidratada cristalina, ZrO2.2H2O, com tamanho de domínio coerente médio de 1,5 nm foi obtida pela lixiviação do tungstato de zircônio (α-ZrW2O8) em uma solução de NaOH 1M, em ebulição por 5h. A partir do padrão de difração de elétrons das partículas de zircônia hidratada, esta pode ser indexada de acordo com uma rede tetragonal com a = 1,463(4)Å e c = 2,535(6)Å. Após aquecimento a 60ºC sob um vácuo de 10-5mbar, a zircônia hidratada, desidrata de forma reversível. Quando aquecida a 850ºC e 1000ºC, forma-se zircônia tetragonal e monoclínica, respectivamente. A zircônia hidratada nanocristalina produzida a partir do tungstato de zircônio forma aglomerados duros e transparentes, quase sem poros. A formação destes aglomerados e a desidratação observada em baixas temperaturas, sugere a possibilidade de obter-se corpos transparentes de zircônia, com tamanho de grão reduzido, a partir da deposição controlada de nanopartículas de zircônia hidratada a partir de uma suspensão aquosa. / Crystalline hydrous zirconia (ZrO2 .2H2O) with volume weighted average domain size of 1.5 nm was obtained by soaking zirconium tungstate (α-ZrW2O8) in boiling 1M NaOH solution for 5 h. The selected area electron diffraction pattern of hydrous zirconia particles could be indexed according to a tetragonal lattice with a = 1.463(4) Å and c = 2.535(6) Å. Upon heating to 60 oC under a vacuum of 10-5 mbar, hydrous zirconia dehydrates reversibly. Further heating to 850oC and 1000oC resulted in the formation of tetragonal and monoclinic zirconia, respectively. Some of the nanocrystalline hydrous zirconia produced from zirconium tungstate coalesced into transparent, nearly pore-free aggregates. The formation of these almost fully densified aggregates of hydrous zirconia, and the observed dehydration under very mild conditions, suggests that it could be possible to obtain transparent bodies of zirconia, with unprecedented small crystallite size, with the controlled deposition of the extremely small hydrous zirconia nanoparticles from a water-based suspension.

Esta tese trata da determinação do arranjo atômico de superfícies nanoestruturadas por difração de fotoelétrons, onde foram estudados os catalisadores modelo Au/Cr2O3/Pd(111) e Pt/Cr2O3/Ag(111), e as superfícies Cr2O3(0001) e SrTiO3(111). Os sistemas foram produzidos in situ por técnicas de deposição MBE (Molecular Beam Epitaxy), e as caracterizações foram baseadas em técnicas de Física de Superfícies, tais como, LEED (Low Energy Electron Diffraction), XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) e XPD (X-ray Photoelectron Diffraction). A composição dos filmes e suas espessuras foram determinadas por XPS. O ordenamento cristalográfico das superfícies foi averiguado com a técnica LEED. O estudo da estrutura cristalina e arranjo atômico das superfícies foram realizados com a técnica XPD, e as simulações computacionais feitas com o programa MSCD (Multiple Scattering Calculation of Diffraction). Este trabalho teve a vantagem de ser específico ao elemento, com informação a curto alcance obtido dos experimentos de XPD, e confirmado por uma abordagem de cálculo de espalhamento múltiplo com o MSCD. Os resultados mostraram que o sistema Cr2O3/Ag(111) apresentou superfície com orientação na direção [0001] e com terminação de oxigênio devido as condições de preparação usadas neste trabalho. Para o catalisador modelo Pt/Cr2O3/Ag(111), a deposição de Pt sobre a superfície do Cr2O3 formou estruturas com três monocamadas, com empacotamento fcc orientada na direção [111], e apresentou mudanças nas distâncias interplanares e atômicas laterais, se comparadas ao valor “bulk” do Pt. Os experimentos indicaram a formação de ilhas bidimensionais de Au, com empacotamento fcc orientado na direção [111] seguido de importante relaxação estrutural nas três camadas atômicas da superfície do catalisador modelo Au/Cr2O3/Pd(111). O método de preparação aplicado ao SrTiO3(111) formou uma superfície com a coexistência de duas estruturas, 30% com terminação de SrOx e 70% de TiO2, acompanhado de modificações nas distâncias interplanares da superfície. O conhecimento dos parâmetros estruturais e eletrônicos da superfície de óxidos de metais de transição e catalisadores modelo, e sua a relação com os métodos de preparação das amostras são primordiais, uma vez que tais modificações podem promover, influenciar e explicar fenômenos com aplicação tecnológica nas mais diversas áreas da ciência. / This thesis presents a determination of the atomic arrangement of nanostructured surfaces by photoelectron diffraction, where the model catalysts Pt/Cr2O3/Ag(111) and Au/Cr2O3/Pd(111), and the surfaces Cr2O3(0001) and SrTiO3(111) were studied. The model catalyst was produced in situ by MBE (Molecular Beam Epitaxy) deposition technique, and the characterizations were based on techniques of Surface Physics, such as LEED (Low Energy Electron Diffraction), XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) and XPD (X-ray Photoelectron Diffraction). The composition of the film was determined by XPS, the crystallographic ordering of the film was examined by LEED. The study of crystal structure and atomic arrangement of the surface was performed using XPD, and the computer simulations with MSCD (Multiple Scattering Calculation of Diffraction) program. This study had the advantage of be element-specific short-range order information obtained from XPD experiments, supported by a comprehensive multiple scattering calculation diffraction approach. The results show that the Cr2O3/Ag(111) was oriented along the [0001] direction with an oxygen surface termination under the preparation conditions used in the present work. For the model catalyst Pt/Cr2O3/Ag(111), the deposition of Pt atoms on the Cr2O3 surface formed a three-monolayer structures, fcc packed and oriented in the [111] direction, which presented changes in monolayer spacing and lateral atomic distance compared to the expected values for bulk Pt. The experiments indicated that the islands are constructed of two Au monolayers with fcc packed and oriented in the [111] direction and formed by the important structural relaxations in the three outermost atomic layers of the Au/Cr2O3/Ag(111) model catalyst surface. The method of preparation applied to SrTiO3(111), formed a surface with coexistence of both structures, 30% with termination in SrOx and 70% with termination in Ti, TiO2 predominantly on the top surface, followed by changes in the interplanar spacing of the surface. Knowledge of the structural and electronic parameters of the surfaces, such as transition metal oxide and model catalysts, and its relationship with the methods of sample preparation are the key, since such modifications can promote, influence and explain phenomena with technological application in several areas of science.