Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O amendoim A. hypogaea L. é a quarta oleaginosa mais consumida no mundo e suas sementes são altamente energéticas, com grandes quantidades de lipídios, proteínas, vitaminas e carboidratos. Diversas atividades farmacológicas já foram observadas em extratos de raízes, folhas e sementes, sendo a principal delas a atividade antioxidante. Neste trabalho, foi realizada a comparação entre duas metodologias (por maceração e assistida por micro-ondas) para a extração de compostos antioxidantes, incluindo o resveratrol. Também foi realizada a comparação entre extratos de diferentes órgãos de cultivares brasileiras (IAC 886, IAC Caiapó, IAC Tatu ST, IAC 8112 e IAC 99-1) quanto à atividade antioxidante, por DPPH, ao teor de compostos fenólicos, por Folin-Ciocalteu, e ao teor de resveratrol, por HPLC. Por fim, foram estabelecidos protocolos de cultura de tecidos para explantes de sementes, visando à produção de calos e plantas in vitro para posterior dosagem de compostos de interesse, tendo em vista a possibilidade de modulação das condições in vitro. As melhores condições determinadas para a extração por maceração de antioxidantes de A. hypogaea foram 80% de etanol em água como solvente, trituração com almofariz e pistilo, 50 mL solvente por grama de material vegetal seco, 120 minutos de incubação e dois estágios de extração. As melhores condições para a extração de resveratrol assistida por micro-ondas foram o uso de 37 mL de solvente/g material vegetal seco, com agitação de 1200 rpm por 15 minutos, a 37C. De uma maneira geral, os extratos de raízes e oriundos de micro-ondas apresentaram maior atividade antioxidante (até 92,36 2,71%), teor de compostos fenólicos (até 54,15 1,39 mg EAG/g extrato) e teor de resveratrol (até 1,614 0,356 mg/g extrato). Dentre as cultivares estudadas, IAC Tatu e IAC 99-1 foram as que apresentaram os teores mais elevados. Brotos e calos friáveis foram obtidos a partir de cotilédones, eixos embrionários e folíolos embrionários cultivados em meios suplementados com BAP e picloram, respectivamente. / Peanut A. hypogaea L. is the fourth most consumed oleaginous in the world and its seeds are high energetic, with high amounts of lipides, proteins, vitamins and carbohidrates. Several pharmacological activities have been observed in extracts of roots, leaves and seeds, especially an antioxidant activity. In this work, the comparison between two extraction methodologies (by maceration and microwave assisted extraction) for the extraction of antioxidant compounds, including resveratrol, was studied. We also carried out a comparison between extracts from different organs of Brazilian cultivars (IAC 886, IAC Caiapó, Tatu ST IAC, IAC 8112 and IAC 99-1) for antioxidant activity by DPPH, the content of phenolic compounds by Folin-Ciocalteu and the resveratrol content by HPLC. Finally, we established tissue culture protocols for seed explants, aiming at the production of in vitro plant material for future measurement of compounds of interest in the view of possible modulation of in vitro conditions. The best conditions for the extraction of antioxidant from A. hypogaea compounds by maceration were 80% of ethanol in water as a solvent, trituration by mortar and pestle, 50 mL solvent/g dry plant, 120 minutes of incubation and two stages of extraction. The best conditions for the extraction of resveratrol assisted by micro-wave were the use of 37 mL of solvent for each gram of dry plant, with 1200 rpm of agitation for 15 minutes, with 37oC. In general, root extracts and assisted by microwave showed higher antioxidant activity (until 92,36 2,71%), phenolic (untill 54,15 1,39 mg AGE/g extract) and resveratrol content (untill 1,614 0,356 mg/g extract). Among the studied cultivars, IAC Tatu and IAC 99-1 showed the best results. In tissue culture, shoots and friable calli were obtained from cotiledons, embryonic axis and embryonic leaflet cultured in media supplemented with BAP and picloram, respectively.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4179.pdf: 5952888 bytes, checksum: b0961612c482aa701a73cb33605c06a6 (MD5) Previous issue date: 2012-02-17 / The formation of In1-xSnxO2 (ITO) nanocrystals through the conversion of radiant energy into heat has been studied by using an adapted domestic microwave oven. The formation of powder was obtained by heating the oven to 200 C using a heating rate of 50 C/min and soaking time of 30 min. The obtained powder by this method was characterized by X-ray Diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscope (FEG-SEM), High Resolution Transmission Electron Microscope (HRTEM) and Selected Area Diffraction technique whose enable to distinguish possible crystalline phases, as well as the structure and morphology of the powder. Spherical particles with average size of 4, 8 and 12 nm were identified. This powder was characterized by sensing response against the presence or absence of oxygen gas. Finally, ITO powder was deposited on amorphous quartz or glass substrates by spin coating method. The films thus obtained were characterized by FEG-SEM, UVVIS and the electrical sheet resistance was measured using a four probe tips. Best results were obtained in the film whose particles were synthesized at pH 6,5. Optical transmittance at visible region of 98,5 % was observed and with an optical gap and resistance calculated to be 3,55 eV and 3,6.10-3 Ω.m respectively. / Utilizando um forno micro-ondas doméstico adaptado como fonte de energia, estudou-se a formação de nanocristais de In1-xSnxO2 (ITO) por meio da conversão de energia radiante em térmica. O pó do material foi formado em uma temperatura de 200 ºC por tempo de 30 minutos, a razão de aquecimento do sistema foi de 50 ºC/min. Os pós obtidos por esse método foram caracterizadas por Difratometria de raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura com Campo Emissor de Elétrons (FEG-SEM), Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução (HRTEM) e Difração em Área Selecionada (SAD), essas técnicas possibilitaram a distinção das possíveis fases bem como a estrutura e morfologia do pó. Partículas esféricas e com tamanhos médios de 4, 8 e 13 nm foram identificadas. Os pós também foram caracterizados como sensores e suas respostas foram medidas na presença e ausência do gás oxigênio. Finalmente, o pó de ITO foi depositado sobre substrato de quartzo amorfo ou vidro pelo Método Spin Coating. Os filmes assim obtidos foram caracterizados por FEG-SEM, UV-VIS e a resistência elétrica superficial de cada um dos filmes foram medidas pelo método de quatro pontas. Os melhores resultados foram apresentados pelo filme cujas partículas foram sintetizadas em pH 6,5, sua transmitância é de 98,5%, gap óptico de 3,55 eV e resistividade de 3,6 10-3Ω.m.

Neste trabalho, foram desenvolvidas antenas planares de micro-ondas multibandas para aplicação em terminais móveis de sistemas de comunicação sem fio. Foi realizado um estudo sobre antenas planares de micro-ondas, com ênfase em técnicas de projeto que possibilitam a operação das mesmas em bandas largas e em múltiplas bandas. A partir dos conhecimentos adquiridos com esse estudo, foram propostas configurações de antenas para terminais móveis de sistemas atuais de telefonia móvel, de WLAN e de WPAN, sistemas esses que têm experimentado nos últimos anos uma grande popularização mundial. Por meio de um procedimento de projeto auxiliado por simulação eletromagnética computacional, as configurações propostas de antenas foram analisadas e otimizadas, visando atender às especificações de projeto estabelecidas para operação nos sistemas mencionados. O desempenho que pode ser obtido com essas configurações de antenas depende de diversos parâmetros geométricos das mesmas, resultando em flexibilidade de projeto para obtenção das bandas de operação desejadas. Protótipos das antenas projetadas foram construídos e caracterizados para validar as configurações propostas de antenas e o procedimento de projeto empregado. Foram desenvolvidas quatro antenas para operação em sistemas de telefonia móvel, de WLAN e de WPAN empregados no Brasil, na Europa e nos EUA: uma antena planar em F-invertido tri-band com configuração original para operação nas bandas dos padrões GSM, DCS e PCS; uma antena planar em F-invertido penta-band com configuração original para operação nas bandas dos padrões GSM, DCS, PCS e UMTS e na banda ISM de 2.400 MHz; duas antenas quad-band, uma delas planar em F-invertido e a outra monopolo impresso com configuração original, para operação nas bandas ISM de 2.400 MHz e de 5.800 MHz e nas bandas de 5.200 MHz e de 5.600 MHz. Os resultados experimentais dos protótipos construídos apresentaram, de modo geral, boa concordância com os resultados fornecidos por simulação e mostraram que as antenas desenvolvidas atenderam às especificações de projeto para elas estabelecidas. Por meio de ambos os resultados experimentais e de simulação, o desempenho das antenas desenvolvidas pôde ser verificado, e demonstrou-se a efetividade do procedimento de projeto adotado. / In this work, multi-band microwave planar antennas for application in mobile terminals of wireless communication systems were developed. A study on microwave planar antennas was performed with emphasis on design techniques that enable their operation in wide bands and multiple bands. From the knowledge gained from this study, antenna configurations for mobile terminals of current mobile telephony, WLAN and WPAN systems, which have experienced in recent years great popularity worldwide, were proposed. By means of a design procedure aided by computer electromagnetic simulation, the proposed antenna configurations were analyzed and optimized in order to meet the design specifications established for operation in the afore mentioned systems. The performance that can be obtained with these antenna configurations depends on their several geometric parameters, resulting in design flexibility for obtaining the desired operation bands. Prototypes of the designed antennas were fabricated and characterized to validate the proposed antenna configurations and the design procedure employed. Four antennas were developed for operation in mobile telephony, WLAN and WPAN systems employed in Brazil, Europe and USA: a tri-band planar inverted-F antenna with novel configuration for operation in GSM, DCS and PCS standard bands; a penta-band planar inverted-F antenna with novel configuration for operation in GSM, DCS, PCS and UMTS standard bands and 2,400 MHz ISM band; two quad-band antennas, one of them planar inverted-F and the other printed monopole with novel configuration, for operation in 2,400 MHz and 5,800 MHz ISM bands and 5,200 MHz and 5,600 MHz bands. The experimental results from the fabricated prototypes exhibited, in general, good agreement with the results provided by simulation and showed that the developed antennas met the specifications established for them. By means of both simulation and experimental results, the performance of the developed antennas could be verified, and the effectiveness of the design procedure adopted was demonstrated.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / In this study, the synthesis of the nickel ferrite composite/carbon nanotubes was accomplished through two different routes: conventional solvothermal method and solvothermal method assisted by microwave. The influence of the synthesis route into material's physical properties was investigated. Furthermore, the nickel ferrite, without carbon nanotubes presence, was synthesized by the solvothermal method assisted by microwave. The obtained materials were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR), surface area and adsorption-desorption measurements by the Brunauer-Emmett-Teller method (BET), Differential Thermal Analysis (TGA) and Raman spectroscopy The materials produced were used as photo-Fenton catalysts for heterogeneous reactions, aiming the degradation of an organic dye (Acid Red 27) under the irradiation of visible light. The assays were performed in order to analyze the different process variables, citing pH, dye concentration, the mass of the catalyst and the hydrogen peroxide aliquot. The reactions rates constants were determined only for the material obtained through the route assisted by microwave, since the two composites present similar physical properties, and therefore we chose this composite , once the synthesis is performed in less time (30 minutes versus 20 hours the conventional method). The photo-Fenton reaction assays indicate that this composite has effective performance into degradation of organic pollutants in solution, with total color removal in 60 minutes of reaction for Acid Red dye concentration of 50 mg.L-1. / Neste trabalho foi realizada a síntese do compósito de ferrita de níquel/ nanotubos de carbono por duas rotas distintas: método solvotérmico convencional e método solvotérmico assistido por micro-ondas. A influência da rota de síntese sobre as propriedades físicas do material foi investigada. Além disso, ferrita de níquel sem presença de nanotubos de carbono foi sintetizada pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), área superficial e medições de adsorção-dessorção pelo método Brunauer-Emmet-Teller (BET), análise térmica diferencial (TGA/DTG) e espectroscopia RAMAN. Os materiais produzidos foram utilizados como catalisadores em reações de foto-Fenton heterogêneo, visando à degradação de um corante orgânico (Vermelho Ácido 27) sob a irradiação de luz visível. Os ensaios foram realizados de modo a se analisar diferentes variáveis do processo, citando-se pH, concentração de corante, massa de catalisador e alíquota de peróxido de hidrogênio. As constantes de velocidade das reações foram determinadas apenas para o material obtido pela rota assistida por micro-ondas, visto que os dois compósitos apresentam propriedades físicas idênticas e, portanto optou-se por este compósito, uma vez que a síntese é realizada em menos tempo (30 minutos contra 20 horas do método convencional). Os ensaios de reação de foto-Fenton apontam que esse compósito tem desempenho efetivo para a degradação de poluente orgânico em solução, com remoção total de cor em 60 min de reação para o corante Vermelho Ácido 27, em concentração de 50 mg.L-1.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, two tungsten-based oxides, iron tungstate (FeWO4) and zinc tungstate (ZnWO4), were synthesized by the routes microwave-assisted hydrothermal and solvo-hidrothermal, respectively. The iron tungstate oxide was used as a catalyst in heterogeneous photo-Fenton reaction for removal of Amaranth dye, whereas the zinc tungstate was used as a support for the immobilization of inulinase by adsorption process. Both materials produced were characterized by techniques such as X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption-desorption analysis by Brunauer-Emmett-Teller method (BET), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and particle size distribution analysis by laser diffraction. For heterogeneous photo-Fenton reaction, an experimental design was used to study the effect of variables such as pH, hydrogen peroxide concentration and dye concentration on the degradation efficiency of Amaranth dye. The inulinase immobilization on the ZnWO4 oxide was investigated in two temperatures. According to the characterization results, both synthesized material has a porous structure and high crystallinity. The FeWO4 oxide showed a satisfactory ability to degrade amaranth dye, and under the optimum reaction conditions, 97% decolorization and 58% mineralization were obtained. Furthermore, the efficiency and stability of this catalyst were maintained high after five cycles of reuse. The ZnWO4 oxide showed a satisfactory inulinase adsorption, where the best result was found to be 605 U.g-1 at 30 oC. / Neste trabalho, dois óxidos a base de tungstênio, tungstato de ferro (FeWO4) e tungstato de zinco (ZnWO4), foram sintetizados pelos métodos hidrotérmico assistido por micro-ondas e solvo-hidrotérmico, respectivamente. O tungstato de ferro foi utilizado como catalisador na reação heterogênea de foto-Fenton para remoção do corante orgânico Amaranto, enquanto que o tungstato de zinco foi utilizado como suporte para imobilização da inulinase pelo processo de adsorção. Ambos os materiais produzidos foram caracterizados pelas técnicas tais como difração de raios-X (DRX), análise de adsorção-dessorção de nitrogênio pelo método de Brunauer-Emmett-Teller (BET), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise de distribuição do tamanho de partículas por difração laser. Para a reação foto-Fenton heterogênea, um planejamento experimental f oai empregado a fim de estudar os feitos das variáveis pH, concentração de peróxido e de corante sobre a eficiência de degradação do corante amaranto. A imobilização de inulinase sobre o óxido ZnWO4 foi investigada em duas temperaturas. De acordo com os resultados da caracterização, ambos os materiais sintetizados apresentaram uma estrutura porosa e com alta cristalinidade. O óxido FeWO4 demonstrou uma satisfatória habilidade para degradar o amaranto, sendo que nas condições ótimas de reação, 97 % de descoloração e 58% de mineralização foram obtidos. Além disso, a eficiência e estabilidade desse catalisador foram mantidas elevadas após cinco ciclos de reuso. O óxido ZnWO4 apresentou uma satisfatória adsorção de inulinase, onde o melhor resultado encontrado foi de 605 U.g-1 na temperatura de 30 oC.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-26T14:51:02Z No. of bitstreams: 1 DissMAF.pdf: 3997675 bytes, checksum: 3238bd54da33e9d0c201deb533005fa2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T18:48:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMAF.pdf: 3997675 bytes, checksum: 3238bd54da33e9d0c201deb533005fa2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T18:48:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMAF.pdf: 3997675 bytes, checksum: 3238bd54da33e9d0c201deb533005fa2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T18:48:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMAF.pdf: 3997675 bytes, checksum: 3238bd54da33e9d0c201deb533005fa2 (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Xylooligosaccharides (XOS) are short-chain polymers of xylose (2 to 7 units) which can be produced by enzymatic hydrolysis of the xylan from the lignocellulosic feedstocks. XOS have a great potential as probiotic ingredients, and when they are incorporated in diets, they can provide many health benefits. The worldwide interest in the use of lignocellulosic residues is constantly growing, and in this scenario the soybean hull arises as a potential residue of the Brazilian agroindustry. The bioconversion of these residues to value-added products requires suitable pretreatments to deconstruct/disorganize the recalcitrant lignocellulosic complex, separating its main fractions: cellulose, hemicellulose, and lignin. In this context, this work did evaluate different biomass pretreatments aiming to produce XOS by the action of a Bacillus subtilis endoxylanase. Initially, the conditions for maximum catalytic activity of this enzyme were evaluated changing pH, buffer, and temperature. Among these parameters, 50 mM citrate buffer, pH 5.5, and 45 oC were the one that gave highest activity. The in nature soybean hull (previously chemically characterized) was hydrolyzed with soluble endoxylanase with different enzyme loads (40, 80, and 100 U/g biomass) under preestablished pH and temperature, producing around 55 mg RS/g dry biomass. This result, though little expressive, showed the viability of XOS production from soybean hull. However, this approach requires a suitable pretreatment of the lignocellulosic biomass to improve the endoxylanase accessibility to the C-5 fraction. Several pretreatments were performed in the soybean hulls, such as, enzymatic deproteinization, hydrogen peroxide/acetic acid pretreatment, and organosolv-ethanol pretreatment. For some pretreatments, reagent concentration and reaction time were evaluated, as well as, sequential pretreatment. Besides, enzymatic hydrolysis of the in nature soybean hull under microwave irradiation was also evaluated. The deproteinization of the soybean hull was not very efficient to the enzymatic hydrolysis of the remnant solid (production of 30 mg RS/dry biomass). However, this pretreatment allows the protein recovery as a high nutritional value hydrolysate. The pretreatment of the deproteinized soybean hulls with hydrogen peroxide solution (5 M, 1 h) removed 56% lignin without cellulose losses. However, this pretreatment did not contribute to an efficient action of the endoxylanase to the hemicellulose fraction (production of around 30 mg RS/g dry biomass). The organosolv-(50% v/v)ethanol pretreatment of the deproteinized soybean hulls promoted the removal of around 50% lignin, with low solubilization of hemicellulose (<17%), producing a poor substrate for the endoxylanase. The organosolv pretreatments with 50 and 70% (v/v) ethanol of the in nature soybean hull were able to solubilize around 30% hemicellulose, allowing the production of around 76 and 49 mg RS/g dry biomass, respectively, after hydrolysis with endoxylanase. Finally, the microwave action on the lignocellulosic biomass probably decreased the biomass recalcitrance, because the hydrolysis of the in nature soybean hulls catalyzed by the endoxylanase (100 IU / g of biomass) yielded approximately 100 mg of RS/g dry biomass. On the other hand, the hydrolysis performed in a reactor under conventional heating produced only 52 mg RS/g dry biomass. The results of this work did show that the combination of microwave irradiation and enzymatic hydrolysis might be a promising alternative to produce XOS. Keywords: soybean hulls; xylo-oligosaccharides; pretreatments / Xilo-oligossacarídeos (XOS) são polímeros de xilose de cadeia curta (2 a 7 unidades) que podem ser obtidos por hidrólise enzimática da xilana presente na fração de hemicelulose dos materiais lignocelulósicos. XOS possuem um grande potencial como ingredientes prebióticos, e quando incorporados na dieta, podem fornecer muitos benefícios à saúde. O interesse mundial no aproveitamento de resíduos lignocelulósicos é cada vez maior, e no cenário nacional a casca de soja se destaca como um potencial resíduo da agroindústria brasileira. Para viabilizar a bioconversão desses resíduos em produtos de interesse comercial (etanol 2G e XOS, por exemplo) são necessários pré-tratamentos, que atuam desconstituindo/desorganizando a estrutura altamente recalcitrante do complexo lignocelulósico e separando as frações principais da biomassa: celulose, hemicelulose e lignina. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo avaliar diferentes pré-tratamentos da biomassa para produzir sequencialmente XOS por ação de uma endoxilanase de Bacillus subtilis. Inicialmente as condições de máxima atividade catalítica dessa enzima foram avaliadas variando pH, tampão e temperatura. Dentre as variáveis estudadas, as que contribuíram para uma melhor atividade da endoxilanase foram tampão citrato de sódio (50mM) pH 5,5 e 45 °C. A casca de soja in natura (previamente caracterizada quimicamente) foi hidrolisada com endoxilanase solúvel com diferentes cargas enzimáticas (40, 80 e 100 U/g casca) nas condições de pH e temperatura pré-estabelecidas, produzindo em média 55 mg de AR/g biomassa seca. Esse resultado, embora pouco expressivo, demonstrou a viabilidade da produção de XOS a partir de casca de soja, requerendo, entretanto, um pré-tratamento adequado para melhorar a acessibilidade da endoxilanase à fração C-5 da biomassa. Os pré-tratamentos avaliados foram a desproteinização enzimática da casca, prétratamento com peróxido de hidrogênio e ácido acético e pré-tratamento organossolve-etanol, variando nestes, as concentrações de solventes, tempo de reação e pré-tratamentos sequenciais. Adicionalmente, realizou-se a hidrólise enzimática da casca de soja in natura em reator micro-ondas. A desproteinização da casca de soja mostrou-se ineficiente para a hidrólise da fração sólida remanescente com endoxilanase (produção de 30 mg de AR/g biomassa seca), embora esse pré-tratamento permita a recuperação de proteínas como um hidrolisado de alto valor nutricional. O pré-tratamento com peróxido de hidrogênio (5 M, 1 h) para casca de soja desproteinizada removeu 56% de lignina sem perdas de celulose, entretanto, este pré-tratamento não contribuiu para uma eficiente atuação da endoxilanase sobre a fração hemicelulósica (produção de aproximadamente 30 mg de AR/g biomassa seca). O pré-tratamento organossolve-etanol 50% (v/v) da casca de soja desproteinizada removeu em torno de 50% de lignina com baixa solubilização de hemicelulose (< 17%), gerando, portanto, um líquido com baixa concentração de substrato para a ação da endoxilanase. Os pré-tratamentos organossolve-etanol 50 e 70% (v/v) da casca de soja in natura foram capazes de solubilizar em torno de 30% da hemicelulose, sendo possível a produção de 76 e 49 mg de AR/g de biomassa seca, respectivamente, após hidrólise com endoxilanase. Por fim, a ação das microondas sobre a biomassa lignocelulósica provavelmente reduziu a recalcitrância da biomassa, pois a hidrólise da casca in natura com endoxilanase (100 U/g de casca) produziu aproximadamente 100 mg de AR/g de biomassa seca, ao contrário da hidrólise conduzida em reator com aquecimento convencional que produziu em torno de 52 mg de AR/g de biomassa seca. Os resultados deste trabalho indicam que a combinação de irradiação micro-ondas e hidrólise enzimática pode ser uma alternativa promissora para a produção de XOS.

Submitted by Bruna Andressa Bregadiolli null (brunabregadiolli@hotmail.com) on 2016-11-14T15:01:32Z No. of bitstreams: 1 these Bruna final revisada.pdf: 6701827 bytes, checksum: ff6657984f5cc54c2e587577fbdcfe83 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-11-21T12:28:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bregadiolli_ba_dr_bauru.pdf: 6701827 bytes, checksum: ff6657984f5cc54c2e587577fbdcfe83 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-21T12:28:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bregadiolli_ba_dr_bauru.pdf: 6701827 bytes, checksum: ff6657984f5cc54c2e587577fbdcfe83 (MD5) Previous issue date: 2016-09-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Ce travail vise à étudier et à développer des matériaux pour des applications dans les cellules solaires de troisième génération. Les matériaux synthétisés sont des dérivés de fullerène, l'oxyde de titane et des nanoparticules hybride (polymère@oxyde). Les polymères dérivés de fullerène, de type n, ont été conçues pour contenir C60 dans la chaîne principale. Trois produits différents ont été obtenus, en faisant varier la longueur du comonomère en utilisant une nouvelle voie de polymérisation. Les dispositifs photovoltaïques ont été préparés en utilisant la configuration à hétérojonction en vrac et le rendement le plus élevé atteint était de 1,84 %, ce qui représente une performance prometteuses pour un nouveau matériau. Les nanoparticules de dioxyde de titane ont été synthétisés en utilisant la technique hydrothermique assistée par micro-ondes dans différentes conditions de réaction, tels que le pH, la température et le temps, afin d'obtenir ainsi défini nanométrique morphologie, avec des rendements élevés et une grande surface spécifique. En outre, on a étudié l'influence des ions Na+ sur la croissance cristalline des oxydes et morphologies des oxydes, où c'etait obtenu des nanoparticules, des aiguilles et des structures ressemblant des nanotubes. Les nanoparticules hybrides ont été synthétisés en utilisant l'oxyde synthétisé et un polymére, P3HT, fonctionnalisés afin de lier de manière covalente avec les oxydes. Les nanoparticules sont optiquement caractérisés et ont conclu à être possible d'utiliser pour les études de transfert de charge dans les systèmes hybrides. / Este trabalho tem como objetivo estudar e desenvolver materiais para aplicações em células solares de terceira geração. Os materiais sintetizados são derivados de fulereno, óxido de titânio e nanopartículas híbrido (óxido@polímero). Os polímeros derivados de fulereno, de tipo n, foram planejados para conter C60 na cadeia principal. Três produtos diferentes foram obtidos, variando o comprimento da cadeia alquílica do co-monômero utilizando uma nova rota de polimerização. Os dispositivos fotovoltaicos foram preparados utilizando a configuração de heterojunção no volume e a maior eficiência alcançada foi de 1,84 %, o que representa um desempenho promissor para um novo material. As nanopartículas de dióxido de titânio foram sintetizadas usando a técnica hidrotermal assistida por micro-ondas em diferentes condições reacionais, tais como pH, temperatura e tempo, de modo a obter a morfologia nano dimensionada bem definida, rendimentos elevados e alta área superficial. Além disso, estudou-se a influência dos íons Na+ no crescimento cristalino dos óxidos e em sua morfologia, onde foram obtidas nanopartículas, estruturas tipo agulas e estruturas tipo nanotubos. As nanopartículas híbridas foram sintetizadas utilizando os óxidos sintetizados e um polímero, P3HT, funcionalizado de modo a ligar-se covalentemente aos óxidos. As nanopartículas foram opticamente caracterizadas e concluímos que estas podem ser utilizadas para estudar a transferência de carga em sistemas híbridos. / This work aims to study and develop materials for applications in third generation solar cells. The synthesized materials are fullerene derivatives, titanium oxide, and hybrid (polymer@oxide) nanoparticles. The fullerene derivatives, n-type polymers, were designed to contain C60 in the main chain. Different products were obtained, varying the comonomer alkyl length using a new polymerization route discovery in this work. The photovoltaic devices were prepared using the bulk heterojunction configuration and the highest efficiency reached was 1.84 %, representing a very promising performance for a novel material. The titanium dioxide nanoparticles were synthesized using microwave assisted hydrothermal technique in different reaction condition, such as pH, temperature and time, in order to obtain well defined nano-sized morphologies, high yields and high surface areas. Also, it was investigated the influence of the Na+ ions on the crystalline growth and morphologies of the oxides, where nanoparticles, needles and nanotube-like structures were obtained. The hybrid nanoparticles were synthesized using the prepared oxides and a P3HT functionalized in order to bond covalently with the oxides. The nanoparticles were optically characterized and concluded to be possible to use for studies of charge transfer in hybrid systems. / FAPESP: 2011/02205-3 / CAPES: 11216-12-3

Nesse estudo, foram preparadas bases poliméricas derivadas de 2,6-dimetilpiridinas e tereftaladeído utilizando a 2,4,6-trimetilpiridina como agente de reticulação. As resinas foram sintetizadas sob aquecimento convencional e purificadas por precipitação em metanol, apresentando rendimentos variando de 59 a 95%. Os copolímeros produzidos foram caracterizados por análise termogravimétrica (TGA), ressonância nuclear magnética de núcleo de hidrogênio (RMN-1H) e espectroscopia na região do infravermelho com técnica de ATR (FTIR - ATR), além de sua atividade básica. A capacidade catalítica do material produzido foi avaliada em reações nitroaldólicas, do tipo Henry, tanto em aquecimento convencional quanto com o uso de reator de micro-ondas. Não sendo observada atividade catalítica significativa para as resinas testadas, nestas reações. O material polimérico produzido também foi testado como suporte para cobre na catálise de reações de cicloadição heterodipolar do tipo [3+2] com benzilazida e propiolato de etila, para a formação de triazóis, processadas em reator de micro-ondas e sob aquecimento convencional. A reação mostrou-se regiosseletiva e processos de reciclo do catalisador se mostrou eficiente em reações consecutivas / In this study, polymeric bases from 2,6-dimethylpyridines and terephthaladehyde using 2,4,6-trimethylpyridine as crosslinking agent were prepared. The resins were synthesized under conventional heating, and purified by precipitation in methanol, with yields ranging 59-95%. The produced copolymers were characterized by thermogravimetric analysis (TGA), proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR), infrared spectroscopy by attenuated total reflection (FTIR - ATR) and basic activity. The catalytic ability of the material produced was evaluated in nitroaldol reactions (Henry reactions) as both conventional heating and a microwave reactor. Catalytic activity was not observed for the tested resins in these reactions. The polymeric material produced was also tested as an activator in Heterodipolar [3 + 2] cycloaddition reactions, with benzyl azide and ethyl propiolate to the formation of triazoles, performed in microwave reactor and conventional heating. The reaction proved to be regioselective and recycling processes of the catalyst is efficient in consecutive reactions

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EwinLFB_DISSERT.pdf: 1133428 bytes, checksum: 7db5058d9183e9d7e1e87f596676c111 (MD5) Previous issue date: 2012-07-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The main objective of this work is to optimize the performance of frequency selective surfaces (FSS) composed of crossed dipole conducting patches. The optimization process is performed by determining proper values for the width of the crossed dipoles and for the FSS array periodicity, while the length of the crossed dipoles is kept constant. Particularly, the objective is to determine values that provide wide bandwidth using a search algorithm with representation in bioinspired real numbers. Typically FSS structures composed of patch elements are used for band rejection filtering applications. The FSS structures primarily act like filters depending on the type of element chosen. The region of the electromagnetic spectrum chosen for this study is the one that goes from 7 GHz to 12 GHz, which includes mostly the X-band. This frequency band was chosen to allow the use of two X-band horn antennas, in the FSS measurement setup. The design of the FSS using the developed genetic algorithm allowed increasing the structure bandwidth / Este trabalho tem como objetivo principal efetuar a otimiza??o do desempenho de estruturas de superf?cies seletivas de frequ?ncia FSS (Frequency Selective Surface), com patches condutores na forma de dipolos em cruz. A otimiza??o foi realizada atrav?s da identifica??o de valores ?timos para a largura do dipolo e a periodicidade do arranjo, considerando o valor do comprimento do dipolo fixo. Especificamente, objetiva-se determinar valores que permitam aumentar a largura de banda, utilizando um algoritmo de busca bioinspirado com representa??o em n?meros reais. As aplica??es t?picas de estruturas de FSS com patches condutores utilizam frequ?ncias selecionadas atrav?s das faixas de rejei??o. As estruturas de FSS funcionam basicamente como filtros dependendo do tipo de elemento escolhido. A regi?o do espectro eletromagn?tico escolhida para este estudo foi a faixa de 7 GHz a 12 GHz, que inclui basicamente a banda X. Essa regi?o do espectro eletromagn?tico foi escolhida para possibilitar a medi??o do dispositivo com a utiliza??o de antenas de abertura do tipo corneta, que operam na banda X. O projeto da FSS com a utiliza??o do algoritmo gen?tico GA (Genetic Algorithm) permitiu aumentar a largura de banda da estrutura

Atualmente, a irradiação por micro-ondas tem se mostrado uma boa fonte de energia para a realização de sínteses orgânicas, devido a uma série de vantagens que essa nova tecnologia apresenta. Entretanto, ainda existem poucos estudos sobre polimerizações assistidas por micro-ondas. Neste trabalho foram realizadas a síntese da 2-fenil-2-oxazolina e a sua polimerização, em solução e em massa, assistidas por micro-ondas e pelo método convencional (térmico). As reações irradiadas por micro-ondas foram feitas empregando-se vaso aberto ou fechado, e nas polimerizações foram usados como iniciadores o iodeto de metila e o eterado de trifluoreto de boro. Os heterocíclicos e os polímeros produzidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e ressonância magnética nuclear de núcleo de hidrogênio. Para as reações assistidas por micro-ondas os rendimentos foram bons e compatíveis com os obtidos pelo método convencional. Para a reação de síntese da 2-fenil-2-oxazolina o rendimento ficou na faixa de 70% e de suas polimerizações em torno de 80%, sendo as reações irradiadas por micro-ondas realizadas em um tempo reacional muito inferior ao do método térmico. A técnica de irradiação de micro-ondas para as reações estudadas se mostrou eficiente para os parâmetros utilizados na síntese do monômero e na sua polimerização em massa. / Currently, microwave irradiation has been recommended as a good source of energy for the realization of organic synthesis, due to a number of advantages that this new technology presents. However, there are few studies on polymerization assisted by microwave. In this work were the synthesis of 2-phenyl-2-oxazoline and their polymerization in solution and in mass, assisted by microwave and conventional method (thermal). The reactions by microwave irradiation were made employing an open or closed vessel, and polymerization initiators were used as the methyl iodide and the ethereal boron trifluoride. The heterocyclic polymers were characterized by infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance of the hydrogen nucleus. For the reactions assisted microwave yields were good and consistent with those obtained by conventional method. For the reaction of synthesis of 2-phenyl-2-oxazoline income was in the range of 70% and its polymerization was around 80%, and the reactions by microwave irradiation performed in a reaction time much lower than the thermal method . The technique of microwave irradiation for the reactions studied was efficient for the parameters used in the synthesis of the monomer and its polymerization in bulk.