Submitted by Socorro Albuquerque (sbarbosa@ufpa.br) on 2018-05-04T19:25:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MateriaisHibridosOrganicos-inorganicos.pdf: 4676287 bytes, checksum: 4c83ba0253cdd5966b879f36b7d20b15 (MD5) / Approved for entry into archive by Socorro Albuquerque (sbarbosa@ufpa.br) on 2018-05-04T19:28:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MateriaisHibridosOrganicos-inorganicos.pdf: 4676287 bytes, checksum: 4c83ba0253cdd5966b879f36b7d20b15 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T19:28:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MateriaisHibridosOrganicos-inorganicos.pdf: 4676287 bytes, checksum: 4c83ba0253cdd5966b879f36b7d20b15 (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A interação em escala nanométrica de um conjunto de espécies moleculares ou poliméricas com substratos inorgânicos constituem a base para obtenção de materiais híbridos. O desenvolvimento desses materiais representa um tópico emergente e interdisciplinar entre a fronteiras das ciências da vida, dos materiais e da nanotecnologia. A combinação desses dois materiais, orgânico-inorgânico, produz um novo material com propriedades aprimoradas e estruturas essencialmente diferentes dos seus componentes individuais. Eles são constituídos por uma fase contínua denominado de matriz, podendo ser plásticos ou celulose, e uma fase inorgânica, tais como argilominerais ou óxidos. Inúmeros trabalhos foram publicados obtendo estes materiais com propriedades aperfeiçoadas tais como: aumento da flexão e módulos de tração, barreira de gás, retardantes de chama, densidade, resistência a fusão, condutividade elétrica, etc. Tornando-os aptos para serem utilizados na indústria de produtos flexíveis e rígidos, bem como na fabricação de materiais para a eletrônica (revestimentos de fios e cabos a fabricação de sensores/atuadores), produção de vacinas, entre outros. O argilomineral mais utilizado em síntese de materiais híbridos é a espécie montmorillonita, mas outros argilominerais também podem ser utilizados, como: illita e palygorskita. No estado do Maranhão, nordeste do Brasil, há várias ocorrências de argilominerais, destacando-se principalmente esmectita, illita e palygorskita. Dentre esses argilominerais duas novas ocorrências já foram identificadas e caracterizadas pelo Grupo de Mineralogia Aplicada (GMA) da UFPA, como a Bentonita Formosa e a Palygorskita de Alcântara, que são abundantes na região e ainda não possuem uma aplicação. Além dessas duas argilas, há uma nova ocorrência de illita ainda não caracterizada na região do município de Barão de Grajaú (MA). Outro material com grande potencial para obtenção de nanomateriais é o pentóxido de vanádio, por apresentar características intrínseca como alinhamento do campo magnético, sistema redox e elasticidade como gel, possibilitando ser aplicado na indústria eletrônica para fabricação de baterias e displays eletrocrômicos para sensores/atuadores. No Brasil, o pentóxido de vanádio começou a ser produzido em 2014, no município Maracás estado da Bahia pela empresa Maracás S/A. Atualmente, o seu consumo interno está focado na produção de aços especiais para fabricação de estruturas de aviões e indústria aeroespacial. No âmbito nacional a produção e desenvolvimento de materiais híbridos e plataformas para serem utilizados na indústria de alta tecnologia é pequena. Dessa forma, faz necessário o desenvolvimento e aperfeiçoamento de nanomateriais utilizando como material de partida argilominerais e óxidos de ocorrência nacional. Dentro desse contexto, esta tese buscou desenvolver um estudo sobre a aplicação das três espécies de argilominerais (Mg-Montmorillonita, Illita e Palygorskita) provenientes do nordeste brasileiro, além do pentóxido de vanádio no processamento de materiais híbridos utilizando como matriz poli(metacrilato de metila) (PMMA) e nanofibras de celulose. Para isso a metodologia deste trabalho foi dividida em três partes: A primeira foi constituída pela coleta ou síntese, tratamento e caracterização dos materiais individuais (argilominerais, pentóxido de vanádio, poli(metacrilato) de metila e celulose). A segunda foi a obtenção dois materiais híbridos argilomineral-PMMA (AP) e pentóxido de vanádio-celulose (VC), e a terceira foi estudar principalmente as propriedades térmicas e mecânicas dos híbridos AP e as propriedades eletrocrômicas dos filmes VC. Através da caracterização das amostras coletadas foi confirmada a predominância dos argilominerais: Mg-montmorillonita, Illita e Palygorskita. A fração argila tal qual e organofilizada foram utilizadas para obter 12 amostras com PMMA comum e elastomérico para realizar os ensaios físico-químico focando principalmente na inflamabilidade e tração. Através de medidas de DRX foi possível aferir que houve interação entre as duas fases orgânica-inorgânica, e que em PMMA elastomérico houve melhor dispersão dos argilominerais. Os ensaios realizados nesses materiais indicaram que os híbridos apresentam comportamento térmico e mecânico intrínsecos de cada material possivelmente relacionados ao tipo de estrutura presente na fase inorgânica, contribuindo para o aumento ou diminuição do Tg, Tm, inflamabilidade e tração. Para os híbridos VC, quatro filmes de V2O5-Celulose foram obtidos e caracterizados. Testes eletrocrômicos foram conduzidos nos filmes que apresentaram melhor performance. Foi possível constatar que houve mescla das nanofibras de pentóxido de vanádio e celulose mantendo a propriedade eletrocrômica do óxido. Através de medidas potenciométricas constatou-se que após 30 e 100 ciclos os filmes continuam flexíveis e mantendo suas propriedades. Dessa forma este trabalho concluiu que é possível obter materiais híbridos com argilominerais provenientes da região nordeste do Brasil podendo adaptar suas propriedades térmicas e mecânicas de acordo com a sua aplicação. O mesmo foi observado para os filmes de VC que apresentaram bons resultados e que podem vir a ser utilizado em displays e/ou sensores flexíveis. / The interaction on a nanometric scale of molecular or polymeric species with inorganic substrates constitute the basis for obtaining hybrid materials. The development of these materials represents an emerging and interdisciplinary topic between the frontiers of life sciences, materials and nanotechnology. The combination of these two materials, organic-inorganic, produces a new material with improved properties and structures essentially different from its individual components. Constituted by a continuous phase (matrix), being plastics or cellulose, and an inorganic phase, such as clay minerals or oxides. several papers have been published obtaining these materials with improved properties: traction modules, gas barrier, flame retardants, density, melt strength, electrical conductivity, etc. Capable of making industry flexible and rigid products and in the manufacture of electronic materials (wire and cable coatings manufacture of sensors / actuators), vaccine production, among others. The most clay minerals used in the synthesis of hybrid materials are the species montmorillonite, clay but others can also be used, such as illite and palygorskita. In the state of Maranhão, northeastern Brazil, there are several occurrences of clay minerals, most notably smectite, illite and palygorskite. Among these clay minerals two new occurrences have already been identified and characterized by the UFPA Group of Applied Mineralogy (GMA), such as Bentonite Formosa and Palygorskite, which are abundant in the region and do not yet have an application. In addition to a new occurrence of illite not yet characterized in the region of the municipality of Barão de Grajaú (MA). Another material with great potential for obtaining nanomaterials is the vanadium pentoxide, having intrinsic features such as alignment of the magnetic field, and redox system such as gel elasticity, enabling application in the electronics industry for the manufacture of batteries and electrochromic displays for sensors/actuators. In Brazil, vanadium pentoxide began to be produced in 2014 by Maracás S/A. Currently, its consumption is focused on the production of special steels for the manufacture of aircraft structures and the aerospace industry. At the national level the production and development of hybrid materials and platforms for use in high-tech industry is small. Thus, the development and improvement of nanomaterials is necessary using as starting material and clay minerals national occurrence oxides. Within this context, this thesis aimed to develop a study on application of three clay minerals (Mg-montmorrillonite, illite and Palygorskita) from northeastern Brazil, besides vanadium pentoxide in the processing of hybrid materials using as poly matrix (methylmethacrylate) (PMMA ) and cellulose nanofibers. For this, the methodology of this work was divided into three parts: The first one consisted of the collection or synthesis, treatment and characterization of the individual materials (clay minerals, vanadium pentoxide, methyl poly (methacrylate) and cellulose). The second was to obtain hybrid materials clay mineral-PMMA (AP) and vanadium pentoxide cellulose (VC) and the third one was mainly to evaluate the thermal and mechanical properties of the AP hybrids and the electrochromic properties of the VC films. The characterization of the samples confirmed the predominance of Mg-montmorillonite, Illita and Palygorskita. The natural clay and organophilic fraction were used to obtain 12 samples with common and elastomeric PMMA to perform the physical-chemical tests focusing mainly on flammability and traction. By means of XRD measurements it was possible to verify that there was interaction between the two organic-inorganic phases, and that in the elastomeric PMMA there was a better dispersion of the clay minerals. The tests carried out on these materials indicated that the hybrids exhibit intrinsic thermal and mechanical behavior of each material possibly related to the type of structure present in the inorganic phase, contributing to the increase or decrease of Tg, Tm, flammability and traction. Four V2O5-cellulose films were obtained and characterized. Electrochromic tests were conducted in the films that presented better performance. It was possible to verify that there was interaction between the nanofibers of vanadium pentoxide and cellulose maintaining the electrochromic property of the oxide. Potentiometric measures were found that after 30 and 100 cycles the films remained flexible and maintained their properties. In this way, this work concluded that it is possible to obtain hybrid materials with clay minerals coming from the northeastern region of Brazil and can adapt their thermal and mechanical properties according to their application. The same was observed for the VC films that presented satisfactory results and that can be used in displays and / or flexible sensors.

Orientador: Prof. Dr. Mauro Coelho dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2009 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de eletrocatalisadores compostos de PtCeO2/C para a oxidação de etanol em células a combustível. Primeiramente, partiu-se para a escolha do método de preparação dos eletrocatalisadores onde foram comparados: o método de redução química (NaBH4)(MRQ), o método sol-gel (MSG) e o método dos precursores poliméricos (MPP) para produzir eletrocatalisadores de Pt/C para a oxidação de metanol, com o destaque do eletrocatalisador MPP. Adotado o MPP para a produção de eletrocatalisadores foi então produzido um eletrocatalisador Pt3Sn1/C para comparar o desempenho com um material semelhante, mas de origem comercial na reação de oxidação de etanol, o MPP favoreceu a produção da liga Pt3Sn reconhecida como o melhor material baseado em platina e estanho para tal finalidade, e mostrando-se superior ao material comercial em testes de uma célula a combustível de etanol direto, confirmando a eficiência do método de preparação. Então foram realizados estudos da eletrocatálise das reações de oxidação de etanol em meio ácido utilizando-se PtCeO2/C (20 % metal em carbono) preparados nas proporções em massa Pt:Ce (3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3) produzidos pelo MPP. A composição dos eletrocatalisadores foi corroborada por medidas com a técnica de análise de energia dispersiva de raiosX (EDX). Com as medidas de difração de raios X (DRX) foram caracterizadas as fases de Pt e CeO2, com tamanhos médios de partícula da ordem de 7 nm para a Pt e 3 nm para o CeO2. Experimentos de voltametria cíclica e cronoamperometria foram realizados para avaliar o desempenho eletrocatalítico dos diferentes materiais. Em todos os casos, exceto Pt-CeO2/C 1:1, os eletrocatalisadores Pt-CeO2/C apresentaram melhor desempenho para a oxidação de etanol quando comparados com Pt/C. O melhor resultado observado foi obtido para o eletrocatalisador de PtCeO2/C 1:3, que inclusive superou o desempenho do eletrocatalisador Pt-Ru/C (ETek) para o mesmo processo. Do ponto de vista econômico e considerando os resultados obtidos, os eletrocatalisadores de PtCeO2/C preparados pelo método dos precursores poliméricos são candidatos promissores para o uso como catalisadores em ânodos de células a combustível de etanol direto. / This work presents the development of PtCeO2/C electrocatalysts for ethanol electrochemical oxidation. Firstly, three preparation methods were compared: polymeric precursor method (PPM), chemical reduction method (NaBH4) (CRM), and sol-gel method (SGM) ir order to produce Pt/C electrocatalysts toward methanol electro-oxidation. The PPM electrocatalyst was the most appropriated. Secondly, adopting the PPM for electrocatalyst production, it was prepared a Pt3Sn/C electrocatalyst and its performance as an anode in a direct ethanol fuel cell (DEFC) was compared with one from a PtSn/C Etek electrocatalyst. The polarization curves for a DEFC using Pt3Sn/C as the anode demonstrated improved performance compared to that of a PtSn/C Etek, showing then the efficiency of the preparation method. Finally, a study of the electrocatalysis of ethanol oxidation reactions in an acidic medium on Pt-CeO2/C (20 wt.% of Pt-CeO2 on carbon XC-72R), prepared in different mass ratios by the polymeric precursor method was performed. The mass ratios between Pt and CeO2 (3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3) were confirmed by Energy Dispersive X-ray Analysis (EDAX). X-ray diffraction (XRD) structural characterization data shows that the Pt-CeO2/C catalysts are composed of nanosized polycrystalline non-alloyed deposits, from which reflections corresponding to the fcc (Pt) and fluorite (CeO2) structures were clearly observed. The mean crystallite sizes calculated from XRD data revealed that, independent of the mass ratio, a value close to 3 nm was obtained for the CeO2 particles. For Pt, the mean crystallite sizes were dependent on the ratio of this metal in the catalysts. Low platinum ratios resulted in small crystallites, and high Pt proportions resulted in larger crystallites. The size distributions of the catalysts particles, determined by XRD, were confirmed by Transmission Electron Microscope (TEM) imaging. Cyclic voltammetry and chronoamperometic experiments were used to evaluate the electrocatalytic performance of the different materials. In all cases, except Pt-CeO2/C 1:1, the PtCeO2/C catalysts exhibited improved performance when compared with Pt/C. The best result was obtained for the Pt-CeO2/C 1:3 catalyst, which gave better results than the Pt-Ru/C (Etek) catalyst. From an economical perspective, and considering the results obtained, Pt-CeO2/C electrocatalysts prepared by the PPM method are promising candidates for use as catalysts in anodes of direct ethanol fuel cells.

Orientador: Wendel Andrade Alves / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2014

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EdjaneFBS_TESE.pdf: 3916289 bytes, checksum: c86ba6653bacd96524384f5ddbd3741b (MD5) Previous issue date: 2012-08-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Nanostructured materials have been spreading successfully over past years due its size and unusual properties, resulting in an exponential growth of research activities devoted to nanoscience and nanotechnology, which has stimulated the search for different methods to control main properties of nanomaterials and make them suitable for applications with high added value. In the late 90 s an alternative and low cost method was proposed from alkaline hydrothermal synthesis of nanotubes. Based on this context, the objective of this work was to prepare different materials based on TiO2 anatase using hydrothermal synthesis method proposed by Kasuga and submit them to an acid wash treatment, in order to check the structural behavior of final samples. They were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), adsorption/desorption of N2, thermal analysis (TG/DTA) and various spectroscopic methods such as absorption spectroscopy in the infrared (FT-IR), Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). All the information of characterizations confirmed the complete conversion of anatase TiO2 in nanotubes titanates (TTNT). Observing the influence of acid washing treatment in titanates structure, it was concluded that the nanotubes are formed during heat treatment, the sample which was not subjected to this process also achieved a complete phase transformation, as showed in crystallography and morphology results, however the surface area of them practically doubled after the acid washing. By spectroscopy was performed a discussion about chemical composition of these titanates, obtaining relevant results. Finally, it was observed that the products obtained in this work are potential materials for various applications in adsorption, catalysis and photocatalysis, showing great promise in CO2 capture / Materiais nanoestruturados t?m se difundido com sucesso ao longo dos ?ltimos anos, isso devido ao seu tamanho e propriedades incomuns, resultando em um crescimento exponencial das atividades de investiga??o dedicadas ? nanoci?ncia e nanotecnologia, o que tem estimulado a procura por diferentes m?todos que possam controlar as principais propriedades dos nanomateriais a fim de adequ?-los para aplica??es de alto valor agregado. No final da d?cada de 90 um m?todo alternativo e de baixo custo foi proposto a partir da s?ntese hidrot?rmica alcalina de nanotubos. Baseando-se nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi preparar diferentes materiais ? base de TiO2 anatase utilizando o m?todo de s?ntese hidrot?rmica proposto por Kasuga e submet?-los em seguida a um tratamento de lavagem ?cida, com o prop?sito de verificar o comportamento estrutural das amostras finais. Essas foram caracterizadas por difratometria de raios X (DRX), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), microscopia eletr?nica de transmiss?o (MET), adsor??o/dessor??o de N2, an?lise t?rmica (ATG/ATD) e diferentes m?todos espectrosc?picos como, espectroscopia de absor??o na regi?o do infravermelho (FT-IR), espectroscopia Raman e espectroscopia fotoeletr?nica de raios X (XPS). O conjunto de caracteriza??es se complementou, confirmando a transforma??o completa do TiO2 anatase de partida em titanatos nanotubulares (TTNT). Ao observar a influ?ncia que o tratamento de lavagem ?cida exerce na estrutura do mesmo, conclui-se que os nanotubos s?o formados durante o tratamento t?rmico, pois a amostra que n?o foi submetida ao processo tamb?m alcan?ou uma transforma??o completa de fase, conforme os resultados de cristalografia e morfologia, entretanto a ?rea espec?fica deles ? praticamente dobrada ap?s a lavagem ?cida. Por espectroscopia foi realizada uma minusiosa discuss?o acerca da composi??o qu?mica desses titanatos, obtendo resultados relevantes. Por fim, ressalta-se que os produtos obtidos nesse trabalho s?o materiais com potencial para diferentes aplica??es em adsor??o, cat?lise e fotocat?lise, se mostrando promissores na captura do CO2

A química supramolecular representa o caminho mais promissor na rota de desenvolvimento da nanotecnologia devido à maneira especial com que diferentes moléculas interagem, trocando informações e criando estruturas organizadas. Esta tese pretende contribuir para este campo de pesquisa, através do estudo de três derivados terpiridínicos funcionalizados e seus complexos de ferro(II): 4\'-(3- tienil)- 2,2\':6\',2\'\'-terpiridina (titpy), [Fe(titpy)2]2+; 4\'-(4\'-(fenil)- 2,2\':6\',2\'\'-terpiridina (phtpy), [Fe(phtpy)2]2+ e 4\'-(4-bromo-fenil)-2,2\':6\',2\'\'-terpiridina (Br-phtpy), [Fe(Brphtpy)2]2+. A investigação desses complexos foi realizada por métodos espectroscópicos, físico-químicos e computacionais. As propriedades dos complexos sintetizados foram exploradas empregando o conceito de química supramolecular, através da interação dos mesmos com β-ciclodextrina, matriz de gel de pentóxido de vanádio e nanopartículas de ouro. Os novos materiais gerados apresentaram características que tornam possível a sua aplicação em diferentes áreas como: dosimetria UV-Vís, materiais para baterias e armazenamento de cargas e nanoestruturas organizadas. / Supramolecular chemistry is the most promising path on the development of nanotechnology. This is due to the special way that different molecules interact, exchanging information and generating organized structures. This PhD thesis intends to contribute in the supramolecular research field, with the study of three functionalized terpyridines derivates and the correlated iron(II) complexes: 4\'-(3-thienyl)-2,2\':6\',2\'\'-terpyridine, (titpy), [Fe(titpy)2]2+; 4\'-(4\'-(phenyl)- 2,2\':6\',2\'\'-terpirydine (phtpy), [Fe(phtpy)2]2+ and 4\'-(4-bromophenyl)-2,2\':6\',2\'\'- terpirydine (Br-phtpy), [Fe(Br-phtpy)2]2+. The investigations of the prepared compounds were done by spectroscopy, physicochemical and computational methods. The properties of the synthesized complexes were exploited in the supramolecular chemistry sense by the interactions of those compounds with α-cyclodextrin, vanadium pentoxide gel matrix and gold nanoparticles. The originated materials presented features that make possible the employment of them in distinct areas such: UV-Vis dosimeter, batteries and charge storage, and organized nanostructures

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-01-09T18:01:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensorBaseado.pdf: 9355617 bytes, checksum: 3c041272519d05def781872933c270d1 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-11T12:46:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensorBaseado.pdf: 9355617 bytes, checksum: 3c041272519d05def781872933c270d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-11T12:46:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensorBaseado.pdf: 9355617 bytes, checksum: 3c041272519d05def781872933c270d1 (MD5) Previous issue date: 2016-07-05 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sensores SPR são dispositivos fotônicos baseados na ressonância de superfície de plasma (SPR), que consiste na oscilação longitudinal coletiva do gás de elétrons livres na interface entre um metal e um dielétrico. Devido sua sensível resposta a estímulos superficiais, o uso de sensores SPR tem sido relatado para diversas aplicações. Neste trabalho, avalia-se um sensor SPR acoplado a um arranjo periódico de nanopartículas metálicas, o que pode representar a imobilização superficial de nanopoluentes metálicos gerados, por exemplo, a partir do processo de fabricação de nanocomponentes. A estrutura multicamada do sensor SPR é composta por um prisma, um filme fino de ouro e uma camada de SiO2. Analisa-se teoricamente a resposta do sensor a variações no arranjo de nanopartículas por um modelo analítico, baseado na permissividade efetiva de Maxwell Garnett e no coeficiente de reflexão generalizado para estrutura multicamadas planares. O modelo analítico é validado pela comparação com resultados experimentais e numéricos, mostrando grande precisão para determinada faixa de valores dos parâmetros do arranjo periódico. Avaliar os modos de onda permitidos na estrutura do sensor e otimizar a estrutura multicamada para detecção e caracterização de parâmetros estáticos das nanopartículas metálicas, constituem os principais objetivos das análises teóricas desenvolvidas neste trabalho. / SPR sensors are photonic devices based on surface plasma resonance (SPR), which consists of longitudinal collective oscillation of free electron gas at the interface between a metal and a dielectric. Due to its surface stimuli sensitive response, the use of SPR sensors has been reported for various applications. In this paper, we evaluate an SPR sensor coupled to the periodic array of metal (gold) nanoparticles, which can represent the surface immobilization of metal nanopollutants generated, for example, from the nanocomposites manufacturing process. The the SPR sensor multilayer structure is compounded by a prism, a gold thin film and a SiO2 layer. The sensor response to variations in the nanoparticles array is theoretically analyzed by an analytical model based on the effective permittivity of Maxwell Garnett and the generalized reflection coefficient for planar multilayer structure. The analytical model is validated by comparison with experimental and numerical results, showing great accuracy for a given range of values of the periodic array parameters. The evaluation the allowed wave modes of the sensor structure and the multi-layer structure optimization, for the detection and characterization of static parameters of metal nanoparticles, are the main objectives of the analysis developed in this work.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-06T16:28:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_TransportePortadoresMinoritarios.pdf: 2122701 bytes, checksum: 64f409495241a9c716a3714f5ade2af5 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-22T13:42:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_TransportePortadoresMinoritarios.pdf: 2122701 bytes, checksum: 64f409495241a9c716a3714f5ade2af5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T13:42:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_TransportePortadoresMinoritarios.pdf: 2122701 bytes, checksum: 64f409495241a9c716a3714f5ade2af5 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Uma das metas para a expansão do conhecimento em eletrônica molecular pode ser encontrada no projeto relacionado com a criação de circuitos em nanoescala com base em características de corrente-tensão não lineares, composto por moléculas ligadas a eletrodos metálicos sob a ação de um campo elétrico externo. O desenvolvimento de dispositivos eletrônicos moleculares que utilizam sistemas exibindo recursos semelhantes como materiais semicondutores intrínsecos é uma das metas a serem atingidas por uma extensa pesquisa em nanotecnologia. Assim, este trabalho tem como objetivo a expansão do conhecimento não só do transporte eletrônico, mas também as características físicas que justificam o regime de ressonância para o transporte eletrônico, como a condutância e Espectroscopia de Voltagem de Transição. Foi investigado teoricamente o transporte de carga eletrônica em um sistemamolecular composto por estruturas de carbyne levando em conta as variações nos tipos de ligações−≡− (ligações simples e triplas para cada carbono). Os cálculos e aproximações ab initio são realizados para investigar a distribuição de estados de elétrons através da molécula na presença de um campo elétrico externo. Este novo dispositivo nanoeletrônico suscitará vantagem para o projeto de grandes circuitos orgânicos/metálicos híbridos 1D com um aumento do fluxo eletrônico que é importante para as necessidades da nanotecnologia. / One of the goals for the expansion of knowledge in molecular electronics may be found in the Project related to the creation of nanoscale circuits based on nonlinear current–voltage characteristics composed by molecules connected to metallic electrodes under the action of an external electric field. The development of molecular electronic devices using systems exhibiting similar feature as intrinsic semiconductor materials is one of the goals to be achieved by an extensive research in nanotechnology. Thus, this work aims at expanding of knowledge not only of the electronic transport, but also the physical features that justify the resonant regime for electronic transport, such as conductance and Transition Voltage Spectroscopy. We theoretically investigate the electronic charge transport in a molecular system composed by carbyne structures taking into account the variations in the bonds −≡− type (simple and triple bonds for each carbon). Ab initio calculations approximations are performed to investigate the distribution of electron states over the molecule in the presence of an external electric field. This new nanoelectronic device raise up advantage for the design of large 1D hybrid organic/metallic circuits with an increased electronic flow that is importante for the needs of nanotechnology.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-28T13:39:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_OtimizacaoNanoantenasPlasmonicas.pdf: 51670869 bytes, checksum: 06b54694714e965676d0a9acf9c3c06b (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-28T14:23:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_OtimizacaoNanoantenasPlasmonicas.pdf: 51670869 bytes, checksum: 06b54694714e965676d0a9acf9c3c06b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T14:23:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_OtimizacaoNanoantenasPlasmonicas.pdf: 51670869 bytes, checksum: 06b54694714e965676d0a9acf9c3c06b (MD5) Previous issue date: 2014-01-18 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho é apresentado um estudo teórico de nanoantenas sobre células solares orgânicas de filmes finos, ocasionando no aumento da eficiência de absorção da luz. A célula solar orgânica unitária é constituída por um bloco refletor de prata, uma camada ativa formada pelo semicondutor P3HT:PCBM e uma nanoantena também de prata. A análise numérica do dispositivo é feita pelo Método dos Elementos Finitos, sendo que os materiais são analisados a partir da permissividade relativa. Primeiramente, realizamos a validação da nanoestrutura no método numérico. Para então aplicarmos o processo de otimização geométrica para os outros modelos de nanoantenas. Esse processo de otimização foi baseado nos parâmetros geométricos das nanoestruturas conservando sua área superficial. Sendo que foram considerados quatro novos modelos de nanoantenas com diferentes parâmetros geométricos, ou seja, nanoantena cônica, tronco de cone, e tronco de cone exponencial 1 e 2. E foi observado, a partir da eficiência de absorção integrada para diferentes ângulos de incidência e polarizações da luz, da densidade de corrente e do decaimento plasmônico que as nanoantenas tronco de cone e tronco de cone exponencial 2 proporcionaram melhor desempenho em comparação com os outros modelos. / This work shows a theoretical nanoantennas study about organic solar cells of thin films, occasioning the increase in the efficiency of light absorption. The unitary organic solar cell formed by a reflector silver block, an active layer formed by the semiconductor P3HT:PCBM and a nanoantenna, also made of silver. The numerical analysis of the device is made through the Finite Element Method; the materials are analysed from the relative permittivity. Firstly, we executed the validation of the nanostructure through the numerical method. Then, we apply the geometric optimization process in the other nanoantenna models. This optimization process was based on nanoantennas geometrical parameters preserving its superficial area. Since were considered four new models of nanoantennas with different geometrical parameters, which means, conical nanoantennas, root cone, and exponential root cone 1 and 2. It was observed, from the efficiency of integrated absorption for different incidence angles and light polarization, current density and plasmonic decay that the nanoantennas, the root cone and the exponential cone 2, gave better performance compared to the other models.

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Banca: Newton Luiz Dias Filho / Banca: André Luís dos Santos / Resumo: O presente trabalho descreve a preparação, caracterização e as aplicações eletroanalíticas de silsesquioxanos e dendrímeros modificados suportados na superfície da sílica gel. A primeira etapa consistiu em ancorar o silsesquioxano ([H2N(CH2)3]8Si8O12) e o dendrímero Hexadecaamino Poli(propileno)imina (DAB-Am- 16) na superfície da 3-cloropropil sílica gel. Os materiais obtidos, SAC e SD, respectivamente, foram caracterizados pelas técnicas de Infravermelho (FTIR), RMN 29Si e 13C no estado sólido e Energia Dispersiva de Raios-X (EDX). A segunda etapa foi interagir o SAC e o SD com íons de Cu2+ e Ni2+ e posterior complexação com substâncias eletroativas, tais como: ferricianeto de potássio e nitroprussiato de sódio formando, dessa forma, os complexos binucleares: CuHCFSAC, NiHCFSAC, CuNPSAC, CuHCFSD, NiHCFSD e CuNPSD que foram caracterizados por Infravermelho (FTIR) e voltametria cíclica (VC). Os espectros na região do Infravermelho dos materiais supracitados exibiram freqüências próximas ou iguais a 2090 cm-1, atribuídas ao estiramento n(C N) característico do hexacianoferrato e nitroprussiato formados na superfície da SAC e SD. Utilizou-se estes materiais na construção do eletrodo de pasta de grafite os quais foram testados na oxidação eletrocatalítica de substâncias biologicamente importantes tais como a dipirona sódica e nitrito de sódio após um rigoroso estudo sobre o comportamento voltamétrico. O eletrodo de pasta de grafite contendo o CuHCFSAC exibiu dois pares redox com potenciais médios (Em) de: (Em)1= 0,29 V e (Em)2= 0,72 V vs Ag/AgCl (KCl =1.0 molL-1; v = 20 mV s-1) ambos atribuídos aos processos redox Cu(I)/Cu(II) e [Fe(II)(CN)6]4- / [Fe(III)(CN)6]3-, respectivamente, valores estes bem próximos para o CuHCFSD. Os eletrodos de NiHCFSAC e NiHCFSD exibiram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work describes the preparation, characterization and electroanalytical properties of modified silsesquioxanes and dendrimers supported onto the silica gel surface. The first step was to anchor the silsesquioxane [(H2N(CH2)3] 8Si8O12) and dendrimer Hexadecaamino Poly(propylene)imine (DAB-Am-16) onto the 3-chloropropyl silica gel surface. The materials obtained, SAC and SD, respectively, were characterized by infrared (FTIR), 29Si NMR and 13C solid state and Energy Dispersive X-ray (EDX). The second step was interact the SAC and SD with Cu2+ and Ni2+ ions and subsequent complexation with electroactive substances, such as: ferricyanide of potassium and sodium nitroprusside forming binuclear complexes: CuHCFSAC, NiHCFSAC, CuNPSAC, CuHCFSD, NiHCFSD and CuNPSD which were characterized by Infrared (FTIR) and cyclic voltammetry (CV). The spectra in the infrared region of the above materials exhibited frequencies near or equal to 2090 cm-1 assigned to stretching n(C N) characteristic of nitroprusside and hexacyanoferrate formed onto the SD and SAC surface. We used these materials in the construction of carbon paste electrode which were tested in the electrocatalytic oxidation of biologically important substances such as sodium dipyrone and sodium nitrite after a rigorous study about voltammetric behavior. The graphite paste electrode containing CuHCFSAC exhibited two redox couples with midpoint potentials (Em) of: (Em)1 = 0.29 V and (Em)2 = 0.72 V vs. Ag/AgCl (KCl = 1.0 mol L-1, v = 20 mV s-1) both assigned to the redox processes Cu(I)/Cu(II) and [Fe(II)(CN)6]4- / [Fe(III)(CN)6]-3, respectively, values very near to the CuHCFSD. The electrodes of NiHCFSAC and NiHCFSD each exhibited two redox couples with midpoint potentials (Em): (Em)1 = 0.29 V and (Em)2 = 0.51 V vs Ag/AgCl (KCl = 1.0 mol L-1, v = 20 mV s- 1) both... (Summary complete electronic access click below) / Mestre

Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a dinâmica de paredes de domínios através de medidas de impedanciometria. É proposto um método que permite a obtenção dos seguintes parâmetros das amostras estudadas: mobilidade e velocidade crítica das paredes, largura dos domínios e de suas paredes, densidade de energia de parede e constante efetiva de troca. Todas essas informações são obtidas a partir do espectro em freqüência da permeabilidade e de relações apropriadas entre a permeabilidade e a impedância complexa. O elo de ligação entre essas quantidades é feita através do efeito da profundidade de penetração, cuja definição inclui a freqüência, a resistividade e a permeabilidade do material. O método foi aplicado ao estudo de dois tipos diferentes de materiais, (i) (110)[001]FeSi3%, policristalino e altamente texturizado com tamanho de grãos bastante grande (~ 5 mm) e (ii) amostras nanocristalinas obtidas através do recozimento de fitas amorfas de Fe73.5Cu1Nb3Si16.5B6. Enquanto o primeiro sistema foi utilizado para se fazer uma comparação entre os parâmetros aqui obtidos com aqueles de outros autores e técnicas, o segundo foi estudado em termos das modificações da anisotropia magnética associadas ao alívio das tensões internas com a temperatura de recozimento.