Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:53:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_RafaellaOliveirado_D.pdf: 2771988 bytes, checksum: 63b8f98c0da43dba0fe3708e5c13eb94 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A presente tese de doutorado tem como objetivo principal utilizar ferramentas da nanociência e da nanotecnologia para contribuir com a remediação/tratamento de poluentes tradicionais, íons de metais como Pb, Cd, Cu, Co, Ni utilizando como materiais filtrantes folhas de fosfato de cério fibroso (CeP), assim como nanocompósitos inéditos obtidos pela combinação de CeP e nanotubos de carbono de parede múltiplas funcionalizados (MWCNTs- Func) via oxidação (ox-MWCNT) ou via tiolação (MWCNT-SH). Ademais, também foram funcionalizados MWCNT via amidação com 2 - amino- 2 - hidroximetil - propano - 1,3 - diol (TRIS). Tais nanotubos de carbono (ox-MWCNT, MWCNT-SH e MWCNT-TRIS) foram aplicados na síntese de nanocompósitos com nanopartículas de prata (AgNP) através de reação in situ, na qual os NTCs foram dispersos no meio reacional de obtenção das AgNP por redução dos íons prata por borohidreto de sódio. Após a caracterização físico-química das amostras obtidas, as AgNP assim como seus nanocompósitos com MWCNT-Func (AgNP/ox-MWCNT, AgNP/MWCNT-SH e AgNP/MWCNT-TRIS) foram submetidos à ensaios de atividade antimicrobiana do tipo concentração inibitória mínima (MIC) e ensaios de tempo-morte. Finalmente, as AgNP e seus nanocompósitos foram submetidas à degradação pela ação das folhas de CeP e CeP/ox-MWCNT / Abstract: This doctoracte thesis aims the application of the nanoscience and nanotechnology tools in order to contribute with water/wastewater remediation contamined with traditional pollutants. In this regard, we studied the remediation of metals ions, such as Pb, Cd, Cu, Co, Ni through the filtration of simulated ions effluents with fibrous cerium phophate (CeP) and also its inedit nanocomposites obtained by interaction between CeP and functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNT-Func). Herein, MWCNT-Func were functionalized by oxidation, thiolation and amidation reactions with 2-amino-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diol (TRIS). The MWCNT-Func obtained was named ox-MWCNT, MWCNT-SH and MWCNTTRIS. Adittionally, we prepared silver nanoparticles (AgNP) and their nanocomposites with MWCNT-Func (AgNP/ox-MWCNT, AgNP/MWCNT-SH, AgNP/MWCNT-TRIS) by in situ synthesis method. Moreover, we studied their antibacterial properties. Furthermore, we applied the CeP and CeP/MWCNT-Func nanocomposites as photocalytic materials to remediate water/wastewater simulated effluents wherein AgNP and AgNP/MWCNT-Func were present / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutora em Ciências

Orientador: Fernando Alvarez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoralesCorredor_Monica_M.pdf: 2275286 bytes, checksum: d91a17b2e37d2c4976aa37dc6d5d5026 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Dado o interesse nas propriedades e aplicações dos nanotubos de carbono devidas às suas características morfológicas, este trabalho tem como objetivo principal o estudo da influência do substrato no crescimento dos nanotubos de carbono. Com este objetivo em mente foram preparados filmes de nitreto de titânio, com o intuito de ser usados como suporte para a deposição dos nanotubos de carbono. Os nanotubos foram crescidos por decomposição térmica de acetileno, usando partículas de níquel como precursor catalisador. Os filmes finos não estequiométricos de TiNx foram depositados sobre silício cristalino utilizando a técnica de Deposição por Feixe de Íons (IBD). Análise composicional dos substratos mostrou a presença de Ti, N e O. Distintas concentrações destes elementos permitiram a variação na estrutura e dureza dos substratos. Nos filmes bem caracterizados, partículas de níquel e nanotubos de carbono foram crescidos sequencialmente. Os carpetes de nanotubos obtidos no substrato mostraram diferentes densidades populacionais (nanotubos por unidade de área) e diâmetro. Este comportamento está associado com a presença do oxigênio, elemento que inibe o fenômeno conhecido como Ostwald ripening. O efeito de Ostwald ripening55 causa a coalescência do níquel formando partículas maiores a expensas das menores, um estado final mais favoravelmente energético. A presença do oxigênio impede a difusão do níquel na superfície, interferindo no processo de coalescência. Consequentemente, uma grande densidade de partículas catalisadoras por unidade de área é mantida levando a maior densidade de nanotubos assim como modificações morfológicas das nanoestruturas. Portanto, estes resultados indicaram que filmes finos de TiNx, além de atuar como barreira difusora entre as partículas catalisadoras e o substrato de silício, também influencia a cinética dos nanotubos de carbono / Abstract: Given the increasing interest in the properties and applications of carbon nanotubes due to their morphological characteristics, this work has as main objective the study of the influence of substrate on the growth properties of carbon nanotubes. With this main goal in mind were first prepared titanium nitride films in order to be used as substrate support for carbon nanotubes deposition. The nanotubes were growth by thermal decomposition of acetylene using nickel particles as catalyst precursors. The thin films non-stoichiometric TiNx were deposited on crystalline silicon by ion beam deposition (IBD) technique. Compositional analysis of the substrates showed the presence of Ti, N and O. The different concentrations of these elements led to the variation in the structure and hardness of the coating. On the well characterized substrate coating, nickel particles and nanotubes growth were sequentially deposited. The quite well organized carpets of nanotubes obtained on the substrate show different population density (nanotubes per unit of area) and diameter. This behavior is associated with the presence of oxygen, element inhibiting the phenomenon known as ¿Ostwald ripening?. The Ostwald ripening effect55 causes the coalescence of nickel by forming bigger nickel particles at expenses of smaller ones, a more energetic favorable final state. The presence of oxygen prevents the nickel surface diffusion and thus interfering on the coalescence process. Consequently, a larger density of relatively small catalyst nickel islands per unit of area is preserved leading to higher nanotubes density as well as morphology modifications of the nano structures. Therefore, these results indicate that thin films of TiNx, besides acting as diffusion barrier between the catalyst particles and the silicon substrate also influences the kinetics of growth of carbon nanotubes / Mestrado / Mestra em Física

Orientador: Leonilda Maria Barbosa dos Santos / Dissertação (Mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-21T19:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula_RosemeireFlorencadeOliveirade_M.pdf: 1324085 bytes, checksum: 46d777e0734d49f399f5275c0ef511c3 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A capacidade dos nanotubos de carbono penetrar nas células abriu a possibilidade da utilização dessas nanopartículas no diagnóstico e tratamento das neoplasias malignas. Contudo, pouco se conhece sobre o efeito dessas partículas não funcionalizadas, ou seja, sem moléculas acopladas, sobre a resposta imune. Nesse estudo demonstramos que nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) corados com substância fluorescente penetram nas células de carcinoma de pulmão (LLC) de camundongos. A internalização dessas partículas foi avaliada utilizando-se microscopia confocal e citometria de fluxo. Uma vez dentro das células o MWCNT inibiu a resposta proliferativa das LLC in vitro. A inoculação dos nanotubos de carbono in vivo também reduziu a velocidade de crescimento do tumor. A redução da velocidade de crescimento foi acompanhada de aumento da resposta proliferativa dos linfócitos estimulados por mitógeno inespecífico e pela expressão de IFN. O IFN está envolvido na resposta contra os tumores e esses resultados indicam que os nanotubos de carbono estimulam a resposta imune. Por outro lado, verificou-se significativa redução da expressão citocinas como TNF, IL-17, IL-10 e TFG, que estão envolvidas na resposta imunes pró-tumor. Esses resultados indicam que, mesmo na ausência de funcionalização, os nanotubos de carbono ativam a resposta imune e que conseqüentemente a resposta imune altera o crescimento desse tumor / Abstract: The ability of carbon nanotube to penetrate cells opens the possibility for using these particles on diagnosis and treatment of malignant neoplasms. However, little is known about the effect of the non functionalized carbon nanotube, in other words, without attached molecules, on the immune response. In this study, we demonstrate that the multi-walled carbon nanotubos (MWCNT) stained with a fluorescent dye can penetrate mouse lung carcinoma (LLC) cells. These particles internalization was evaluated by confocal microscopy and flow cytometry. Once inside the cells, the MWCNT inhibited the LLC proliferative response in vitro. The in vivo inoculation of MWCNT in tumor-bearing mice also resulted in the reduction of tumor growth. The growth speed reduction was accompanied by mitogen nonspecific stimulation of T lymphocyte proliferative response and IFN expression. The IFN is involved on response against tumor and these results show that the carbon nanotubes stimulate the immune response. On the other hand, a significant reduction on cytokines like TNF, IL-17, IL-10 e TFG that are involved on pro- tumoral immune response was verified. These results show that, even without functionalization, the carbon nanotubos activate the immune response and consequently the immune response changes the tumoral growth / Mestrado / Clinica Medica / Mestra em Clínica Médica

Orientador: Vitor Baranauskas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T09:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_AdrieldosSantos_M.pdf: 1300108 bytes, checksum: bcd1099ef486cc4a2842627fe2b4df57 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A administração "in vivo" de nanotubos de carbono "multi-walled" (MWCNT's), mesmo sem serem funcionalizados, estimula o aparecimento de uma reposta imune em camundongos normais. Nesse trabalho nós fornecemos evidências de que essas nanopartículas de carbono também estimulam a resposta imune em camundongos portadores de tumor. Os MWCNT's (100 ?g) diluídos em PBS contendo 0,1 % de Pluronic 127 foram inoculados sistemicamente em camundongos portando tumores cujos tamanhos atingiram 5 milímetros (mm) e a resposta imune foi avaliada nos linfonodos desses animais. Observamos que os tumores de animais que receberam as nanopartículas não cresceram como os tumores dos animais não tratados. A discreta inibição do crescimento do carcinoma pulmonar de Lewis (LLC) foi acompanhada pela ativação de linfócitos T CD8+ tanto em número quanto em função. A ativação da função citotóxica dos linfócitos T CD8+ pode ser explicada pelo aumento da expressão de citocinas pertencentes à família da IL-12, principalmente IL-27, que é descrita como a citocina envolvida na estimulação da citotoxicidade de linfócitos T CD8+. Nossos dados demonstraram que nanotubos de carbono "multi-walled", mesmo sem funcionalização estimula resposta imunológica antitumoral / Abstract: The "in vivo" administration of multi walled carbon nanotubes (MWCNT's) even without functionalization stimulates the immune response of naïve mice. Here we provide evidence that these carbon nanoparticles also stimulated the immune response of tumor-bearing mice. The MWCNT's (100 ?g) diluted in PBS with 0,1% of Pluronic 127 were inoculated systemically in mice with tumor that reached 5 mm and the immune response was evaluated in the lymph nodes. We observed that the tumors that received the nanoparticles did not grow as the untreated tumor. The discrete inhibition of the growth of the Lewis Lung Carcinoma (3LL) was accompanied by activation of CD8 T lymphocytes both in number and in function. The activation of the cytotoxic function of CD8 T lymphocytes may be explained by the increase of expression of cytokines belongs to the IL-12 family, mainly the IL-27, which is described as a cytokines involved in the stimulation of CD8 T lymphocytes cytotoxic function. Our data demonstrated that MWCNT even without functionalization stimulated the antitumor immune response / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Gisela de Aragão Umbuzeiro, Vitor Rafael Coluci / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:15:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Honorio_JaquelineGoncalves_M.pdf: 1809951 bytes, checksum: 7885a8cfa050d72f934edad04cce0f92 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nanomateriais, tais como nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) têm apresentado potencial para remediação de águas e solos poluídos por compostos orgânicos devido a sua área superficial elevada, que pode melhorar a capacidade dos NTC em adsorver compostos orgânicos. Embora o tratamento de MWCNT com ácido nítrico possa aumentar a capacidade de dispersão do material em água através da introdução de grupos oxigenados sobre a superfície dos NTC, como ácidos carboxílicos, a diminuição da capacidade de MWCNT de interagir com moléculas orgânicas pode ocorrer como consequência não intencional. Para investigar esta possibilidade, foi avaliada a capacidade de MWCNT tratados com ácido de adsorver um poluente ambiental comum, 1-Nitropireno (1-NP), que é um nitro-hidrocarboneto policíclico aromático altamente mutagênico e carcinogênico. Diferentes doses de MWCNTs caracterizados foram testadas com diferentes doses de 1-NP, e a detecção do 1-NP não adsorvido foi avaliada pelo ensaio de mutagenicidade Salmonella/microssoma, usando a linhagem TA98 que é altamente sensível a 1-NP. Assim, apenas 1-NP não adsorvido aos MWCNT são absorvidos pelas bactérias e causam mutagenicidade. Encontramos uma relação inversa entre a oxidação por tratamento ácido dos MWCNT e a mutagenicidade da mistura. Os dados obtidos sugerem que o tratamento ácido de MWCNT pode, de fato, reduzir a capacidade de poluentes orgânicos se ligarem a MWCNT, reduzindo a eficácia na remediação / Abstract: Nanomaterials, such as multi-wall carbon nanotubes (MWCNT) have been shown potential to remediate soil or water polluted with organic compounds because of their high specific-surface area, which can enhance the ability of the CNT to adsorb organics. Although treatment of MWCNT with nitric acid can increase the water solubility of MWCNT by introducing oxygenated groups such as carboxylic acids onto the surface, it may have the unintended consequence of decreasing the ability of MWCNT to interact with organic molecules. To investigate this possibility, we evaluated the ability of acid-treated MWCNT to absorb a common environmental pollutant, 1- nitropyrene (1-NP), which is a highly mutagenic and carcinogenic nitro-polycyclic aromatic hydrocarbon. Different doses of well-characterized MWCNTs were tested with different doses of 1-NP, and the detection of the non-adsorbed 1-NP was assessed by the Salmonella mutagenicity assay in strain TA98, which is highly sensitive to 1-NP. Thus, only free 1-NP not bound to the MWCNT was able to enter the bacteria and induce mutagenesis. We found an inverse association between the amount of oxidation by nitric-acid treatment of the MWCNT and the amount of mutagenicity of the reaction mixture. Our data suggest that acid treatment of MWCNT may, in fact, reduce the ability of MWCNT to bind organic pollutants, reducing their effectiveness for remediation / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

Orientador: Maria Cristina dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:05:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_AnaClaudiaMonteiro_D.pdf: 17730682 bytes, checksum: cf3bdfc8fb6cf369dc23f002c89cd458 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Desde sua descoberta em 1991, nanotubos de carbono têm despertado um grande interesse científico devido à sua característica peculiar de ajuste das propriedades eletrônicas de acordo com a geometria. Vários trabalhos teóricos e experimentais têm explorado a possibilidade da criação de nanodispositivos a partir de nanotubos. Nanotubos de carbono são sistemas unidimensionais formados a partir de folhas de grafite enroladas na forma de cilindros. Previu-se que a estrutura eletrônica desses sistemas depende da direção de enrolamento, que é determinada pelo assim chamado vetor quiral, Ch = (n, m).A partir do vetor quiral classificam-se os nanotubos em três tipos: zig-zag (n,0), armchair (n,n) e quiral (n,m). Nanotubos são previstos como metálicos se os valores de n e m obedecerem à relação m - n = 3q, onde q é um número inteiro. Entretanto, medidas experimentais recentes mostraram que nanotubos considerados metálicos apresentam gaps em sua estrutura eletrônica. A manipulação das propriedades eletrônicas dos nanotubos pode ser realizada pelo processo de dopagem - substituição de átomos de carbono por outras espécies químicas, como o nitrogênio - ou através da criação de defeitos topológicos na rede hexagonal. Técnicas adequadas para dopagem e crescimento controlado de defeitos estruturais para a criação de nanojunções ainda não estão totalmente desenvolvidas. Nessa tese realizamos estudos conformacionais e das propriedades eletrônicas de nanotubos e nanojunções de carbono e de nitreto de carbono utilizando diversas técnicas de química quântica, entre as quais os métodos semi-empíricos baseados na teoria de Hartree-Fock e a teoria do Funcional de Densidade. Os resultados teóricos obtidos a partir de cálculos de otimização de geometria mostraram uma grande diferença conformacional entre nanotubos zig-zag e armchair. Os primeiros apresentam uma estrutura uniforme de ligações químicas enquanto que nanotubos armchair apresentam uma geometria distorcida ao longo do eixo do tubo, correspondendo a uma trimerização. As estruturas de bandas obtidas a partir das geometrias optimizadas são consistentes com a presença de gaps e portanto um comportamento semicondutor. Comparações foram feitas com a estrutura eletrônica de outro sistema unidimensional, o bem conhecido polímero poli-acetileno. Concluímos que os nanotubos zig-zag apresentam um gap intrínseco, similar ao cis-poliacetileno, e que os gaps dos tubos armchair, da mesma forma que para o trans-poliacetileno, têm origem na instabilidade de Peierls. Os efeitos da substituição de átomos de carbono por átomos de nitrogênio nas propriedades estruturais e eletrônicas de nanotubos de nitreto de carbono também foram investigados. Diferentemente dos nanotubos de carbono puro, nanotubos de nitreto de carbono sintetizados por diversas técnicas apresentam paredes corrugadas e estruturas com curvaturas acentuadas. Os resultados teóricos desta tese mostraram que a incorporação do nitrogênio na rede hexagonal de carbonos provoca distorções localizadas nas paredes dos nanotubos. Entretanto, isso não é o suficiente para gerar os defeitos topológicos, necessários para interpretar o aparecimento dos "bambus" observados experimentalmente. Os cálculos da entalpia de formação e a simulação de defeitos estruturais nos levaram a concluir que as estruturas tipo bambu em nanotubos de nitreto de carbono são devidas a defeitos induzidos pela incorporação do nitrogênio. Avaliamos, finalmente, o papel do nitrogênio na formação de nanojunções tipo Y. Mostramos que a incorporação do nitrogênio leva a uma estabilização estrutural desses sistemas / Abstract: Since their discovery in 1991, carbon nanotubes have attracted a great deal of attention of the scientific community due to their outstanding mechanical and electronic properties.Several theoretical and experimental reports published recently have exploited the possibility of designing nanodevices from nanotubes. Carbon Nanotubes (CNT) are one-dimensional systems that are built from a graphene sheet rolled into a cylindrical shape. It has been predicted that the electronic structure of CNT¿s depends upon the rolling-up direction, which is given by the so-called chiral vector Ch = (n, m).According to the chiral indices, CNT¿s are classified as: (i) zig-zag (n,0); (ii) armchair (n,n); and chiral (n,m). These systems are predicted to be metallic given that the indices satisfy the relation n - m = 3q, where q is an integer. Recent experimental reports revealed that CNT¿s are not true metals, since small energy gaps, or pseudogaps, have been measured. The electronic structure of CNT¿s could be further manipulated through a convenient doping process - the substitution of carbon atoms by other chemical species, such as nitrogen - or even through the introduction of topological defects in the hexagonal carbon network. Appropriate synthetic routes to carry out the doping and the controlled growth of structural defects in CNT¿s are still to be developed. In this thesis we investigated theoretically the conformation and the electronic structure of pure and nitrogen-doped CNT¿s and nanojunctions. Techniques ranging from simple quantum chemical approaches as the Extended H¨ uckel Theory, as well as more sophisticated semi-empirical, Hartree-Fock based methods, and ab initio methods derived from the Density Func-tional Theory were used. The conformation analysis performed on the optimized geometries showed important con-formational differences between zig-zag and armchair CNT¿s. The former systems presented a uniform structure of chemical bonds while the latter presented a distorted geometry along the tube axis, corresponding to a trimerization. The band structures calculated from the optimized geometries presented band gaps which are consistent with a semiconducting behavior. Com-parisons were made with the electronic structure of the conjugated polymer polyacetylene. We concluded that zig-zag CNT¿s present an intrinsic gap, similarly to cis-polyacetylene, and that the origin of gaps in armchair CNT¿s, in analogy to trans-polyacetylene, relies on the Peierls instability. The effects introduced by the nitrogen-doping of CNT¿s were also investigated. It has been reported that, differently from pure CNT¿s, nitrogen containing tubules obtained from several synthetic methods are composed of highly curved structures having thick and corrugated walls. Simulations of the doping process of CNT¿s showed that substitutional nitrogen on the hexagonal carbon network produces localized distortions on the tube walls. However the corrugation is not sufficient to produce bends and the topological defects that are necessary to interpret the bamboo-shaped structures that are experimentally observed. The calculation of heats of formation and the simulation of structural defects led us to conclude that bamboo-shaped carbon-nitride nanotubes are formed due to defects induced by the incorporation of nitrogen. Finally, we evaluated the role played by nitrogen addition to Y-type nanojunctions.Our results are consistent with an increased structural stabilization of defective regions upon nitrogen incorporation / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Fernando Alvarez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:14:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DroppaJunior_Roosevelt_D.pdf: 3953569 bytes, checksum: 5a007bee5cd4c884e234f80f9cc54757 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A proposta deste trabalho é sintetizar e caracterizar química e estruturalmente nanotubos e fulerenos contendo nitrogênio. A síntese tanto das amostras de nanotubos como das amostras de fulerenos foi feita pela técnica de arco elétrico em atmosferas contendo nitrogênio gasoso. A análise das amostras de nanotubos nitrogenados por microscopia eletrônica mostra que a concentração de nitrogênio gasoso durante a síntese influencia na incorporação de átomos desse elemento por estruturas de carbono que dão origem aos nanotubos. Estes, quando contêm átomos de nitrogênio na sua composição, têm forma de bambu, diferentemente dos nanotubos gerados na ausência de nitrogênio. Análises por Espectroscopia de Elétrons Fotoemitidos (XPS) indicam que amostras de nanotubos assim produzidas de fato contêm nitrogênio e que parte dos átomos desse elemento estão ligados substitucionalmente em redes grafíticas. Dados de Espectroscopia de Elétrons Inelasticamente Espalhados (EELS) mostram que os átomos de nitrogênio se concentram nas paredes dos nanotubos com forma de bambu e simulações computacionais mostram o papel do nitrogênio na formação dessas estruturas. Amostras de nanotubos nitrogenados também foram submetidas a análise por espectroscopia Raman. Ao mesmo tempo em que essas amostras foram irradiadas com laser de potências variadas, espectros Raman foram coletados fornecendo informações a respeito da ordem estrutural e da pureza relativa das amostras. Tais informações complementam de modo coerente os dados de microscopia eletrônica. Ainda em relação aos nanotubos, foram realizadas medidas de eletroemissão em um sistema com geometria de capacitor plano. Verificou-se que os nanotubos nitrogenados são tão bons emissores quanto aqueles de parede única (não-nitrogenados). Observou-se ainda que o nitrogênio influencia o comportamento do fator de estrutura dos nanotubos, no entanto, a razão disso ainda não está muito clara. Relativamente aos fulerenos, foram obtidos dados de espectrometria de massas que indicam a presença de fulerenos nitrogenados, ou nitrofulerenos, nas amostras sintetizadas em presença de nitrogênio. Suas massas moleculares estão em torno de 523 u.m.a.. Cálculos teóricos [ 30 ] indicam que é possível a existência de tais moléculas (cuja massa prevista é de 522 u.m.a.), já que possuem calor de formação comparável ao dos fulerenos C60. Dados de XPS confirmam a presença de nitrogênio também nessas amostras. A coerência dos resultados experimentais e teóricos sugere fortemente que estamos na direção certa na busca dos heterofulerenos / Abstract: This thesis work aims to synthesize and to characterize structural and chemically nanotubes and fullerenes containing nitrogen. Both nanotubes and fullerenes syntheses were performed using an arc-discharge system filled with gaseous mixtures of He e N2. Electron microscopy samples analysis shows that N2 concentration inside the arc-discharge chamber influences the nitrogen incorporation into the carbon structures that give rise to the nanotubes. Those ones containing N atoms in their composition have a bamboo-like aspect in contrast to those generated in absence of nitrogen gas. XPS analyses indicate that nanotube samples generated in N rich atmospheres in fact have nitrogen in their composition and part of N atoms are substitutionally bonded in graphitic sites. EELS data show that N atoms are preferentially bonded in the bamboo-like nanotubes and computational simulations show the role these N atoms play in the formation of these structures. Nitrogenated nanotube samples were also analyzed by Raman spectroscopy. As the samples were irradiated by the Raman laser at different powers, Raman spectra were collected. Such spectra gave information about the structural order and relative purity of the samples. This information coherently complements the electron microscopy data. It was also performed field emission measurements of the nitrogenated nanotube samples. It was verified that such structures are as good emitters as single wall nanotubes (non-nitrogenated ones). It was also observed that nitrogen influences the behavior of the nanotubes structure factor, however, it was not clear yet why this is so. Finally, it was obtained mass spectrometry data of the fullerenes samples. These data indicate the presence of nitrogenated fullerenes or "nitrofullerenes" in the samples generated in nitrogen rich atmosphere. Their molecular masses are around 523 a.m.u.. Theoretical calculations [ 30] also indicate that the existence of such molecules (whose molecular mass is 522 a.m.u.) is possible, since their heat of formation is comparable to that of the C 60fullerenes. XPS data also confirm that there is nitrogen in these samples. The coherence of the experimental as well as the theoretical results strongly suggests that our quest for the heterofullerenes is in the right direction / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientadores: Marcus Alexandre Finzi Corat, Anderson de Oliveira Lobo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-26T10:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula_MirianMichelleMachadode_M.pdf: 2407271 bytes, checksum: 8f5ae942d781fb23b3d817baa3c8a868 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: As promessas da utilização de nanotubos de carbono (CNTs) para fins biomédicos se esbarram em algumas dificuldades. Muitos estudos de nanotoxicologia foram realizados analisando propriedades destes materiais em causar injúrias no tecido vivo. Apesar das evidências da citotoxicidade dos CNTs, existe também um grande número de publicações de estudos de biomateriais baseados em CNTs que suportam sua biocompatibilidade. Segundo Lobo et al, 2009 (1), os nanotubos de carbono de parede múltipla (MWCNT) foram suficientes para obter biocompatibilidade. As estruturas de VAMWCNT alinhados revelaram que um ínfimo contato entre as estruturas das células e a nanotopografia é decisivo para garantir a bioatividade e eficiência no crescimento e espalhamento celular sem produzir efeitos citotóxicos. Resultados do nosso grupo mostrou características da adesão celular em substrato contendo VAMWCNT alinhado através da análise de proteínas envolvidas no mecanismo de adesão, assim como, estudo comparativo de preferência de substrato para proliferação e viabilidade celular onde verificou-se um melhoramento de adesão e espalhamento celular de acordo com o substrato de VAMWCNT utilizado, com ou sem tratamento de funcionalização a plasma de oxigênio. No entanto os substratos de VAMWCNT, apesar de atóxico, parecem provocar mudanças no comportamento celular principalmente no primeiro contato e durante o processo de adesão das células ao substrato. Neste estudo verificou-se que os substratos com VAMWCNT-O promoveram respostas pró-inflamatórias comparado ao controle. Os substratos com tratamento a plasma de oxigênio mostraram promover um maior estimulo celular dos macrófagos quanto a expressão de interleucina 6 além disso, verificou uma correlação entre os substratos hidrofílicos em maior produção de citocinas com o aumento de migração celular de células mononucleares da medula óssea in vivo. Mostrando, assim, que estes substratos podem acarretar uma melhora na estimulação do recrutamento celular e que podem favorecer o processo regenerativo de um tecido lesionado. Estes resultados demonstram um potencial do uso deste biomaterial na medicina regenerativa no futuro / Abstract: The promise of the use of carbon nanotubes (CNTs) for biomedical purposes faces some difficulties. Many studies of nanotechnology has been realized by analyzing the properties of these materials causing tissue injury in vivo. Despite evidence of cytotoxicity of CNTs, there are also a large number of published studies of biomaterials based on CNTs that support the idea of their biocompatibility. According to Lobo et al, 2009 (1), carbon nanotube multi-wall (MWCNT) showed biocompatibility. Vertically aligned VAMWCNT revealed that the contact between the structures of the cells and nanotopography is crucial to ensure bioactivity, cell growing and cell spreading, avoiding cytotoxic effects. Results from our group have showed cell adhesion on substrate containing VAMWCNT, as well as, variability of cell adhesion and spreading according to wet-ability features after oxygen plasma treatment (VAMWCNT-O) and density of the VAMWCNT substrate. However, VAMWCNT-O substrates, although nontoxic, seem to cause changes in cell behavior in the first contact and during the process of cell adhesion to the substrate. To better understand the behavior of cells on the substrates of VAMWCNT-O, in the present study, we analyzed the properties of macrophages to trigger inflammatory response in contact with substrates containing CNTs correlating it with mononuclear bone marrow cells migration. It was found that substrates with carbon nanotubes promoted pro-inflammatory responses compared to the control. The substrates after oxygen plasma treatment showed higher stimulation of macrophages as expression of interleukin 6 and SDF-1. They showed direct correlation with increasing bone marrow cell migration in vitro and in vivo. These substrates leaded to an improvement to cell recruitment and stimulation, which might support the process of regenerating an injured tissue by using them in regenerative medicine / Mestrado / Clinica Medica / Mestra em Clínica Médica

Orientador: Ana Flavia Nogueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T13:13:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Conturbia_GiovannideLimaCabral_M.pdf: 7472586 bytes, checksum: 9ede857037431127443d2bed95bd1ccc (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo:Células solares orgânicas têm despertado atenções devido ao baixo custo de produção e dos materiais utilizados, bem como devido à versatilidade química e de propriedades eletrônicas e ópticas dos semicondutores orgânicos. A eficiência atual atinge 5% (100 mWcm). Nanotubos de carbono encontram suas aplicações nessas células ora como eletrodos transparentes ora como material receptor de elétrons. Nesse trabalho, foi realizada a modificação química de nanotubos de carbono de única camada com grupos tióis, visando a incorporação de nanopartículas metálicas ou semicondutoras. O material de partida, bem como os nanotubos modificados, foi caracterizado por Espectroscopia Raman, Espectroscopia de Fotoelétron por Raios-X, Análise Térmica e Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução. Foi necessário um pós-tratamento (térmico e lavagens com diversos solventes) para que pudéssemos obter nanotubos individuais e funcionalizados. O pós-tratamento também possibilitou um aumento na fotocorrente dos dispositivos em comparação com o dispositivo sem nanotubos de carbono. A incorporação de nanopartículas de ouro no sistema P3HT/fulereno acresceu a fotocorrente e o fator de preenchimento dos dispositivos. Estudos de caracterização através de difração de raios-X, espectroscopia UV-visível e microscopia de força atômica, indicam que esse aumento está relacionado a uma mudança na morfologia do sistema, aumentando a cristalinidade do polímero e também ao efeito plasmônico com a adição das nanopartículas. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão revelaram que as nanopartículas de ouro estão distribuídas tanto na fase polimérica quanto na fase contendo moléculas de fulereno / Abstract: Organic solar cells have attracted attention due to their low costs of production and materials used, as well as the chemical versatility and good electronic and optical properties of organic semiconductors. The current efficiency reaches 5% (100 mWcm). Carbon nanotubes materials can be applied in these cells as both transparent electrode or as electron acceptor materials. In this work, the chemical modification of single wall carbon nanotubes was carried out attaching thiol groups, aiming the incorporation of semiconductor or metallic nanoparticles. The raw material and the modified nanotubes were characterized by Raman Spectroscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy, Thermal Analysis and High Resolution Transmission Electron Microscopy. A post-treatment (thermal and washing with different solvents) was necessary in order to obtain single functionalized nanotubes. The post-treatment also allowed an increase in the photocurrent of the devices compared to the device without carbon nanotubes. The incorporation of gold nanoparticles in the P3HT/fullerene system increased the photocurrent and the fill factor of the devices. X-Ray diffraction, UV-vis Spectroscopy and Atomic Force Microscopy studies reveal that such increase can be related to the plasmonic effect and also to a change in the morphology, increasing polymer crystallinity after incorporation of the gold nanoparticles. High resolution transmission microscopy images showed that the nanoparticles are distributed between both polymer and fullerene phase. / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientador: Marcos Akira D'Ávila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T18:13:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_AnaFlavia_M.pdf: 2761959 bytes, checksum: 7c55b1346515739af95a22eec2db0ae2 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo a obtenção, por eletrofiação, de mantas de fibras de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) sob tratamento com plasma e dispersão de nanotubo de carbono (NTC). O plasma possui a característica de tornar a superfície da manta de PVDF hidrofílica, que pode favorecer a adesão de NTC na superfície da fibra. O NTC utilizado foi previamente funcionalizado, com a presença de grupo carboxílico na superfície do tubo para que houvesse melhor afinidade entre ele e a superfície do PVDF, além disso, foi utilizado surfactante na dispersão aquosa de NTC para que se pudesse obter sua melhor distribuição e dispersão. A análise de MEV foi utilizada para estudar a morfologia das fibras, DSC para determinar a porcentagem de cristalinidade das amostras, FTIR e DRX para identificar as fases cristalinas presentes. Verificou-se pelo ensaio de condutividade elétrica que mantas tratadas com nanotubo de carbono apresentaram-se condutivas. O material obtido apresentou flexibilidade mesmo após os tratamentos com plasma e dispersão de NTC, e condutividade elétrica. A potencial aplicação em componentes eletrônicos se deve ao significativo aumento de condutividade elétrica quando a manta foi tratada em dispersão de NTC, além dos resultados mostrarem a presença de fase beta do PVDF nessas amostras. Isso se deve a uma boa distribuição e dispersão de NTC funcionalizado na estrutura superficial das fibras eletrofiadas / Abstract: In this work, fiber mats of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) were prepared by electrospinning and suffered plasma surface treatment and immersion on carbon nanotube (CNT) dispersion. Plasma treatment can change the surface mat properties, became it through hydrophilic, which may be easier the adhesion of CNT on fiber surface. The CNT were functionalized with carboxylic group on the tube surface to became with better affinity between the nanotube and the PVDF surface, besides, surfactant was used in the CNT water dispersion to take it in a better distribution and dispersion. SEM analysis was done to evaluate the fibers morphology, DSC was to determine the samples crystallinity percentage, FTIR and XRD were to identify the crystalline phases. It was possible to ensure the conductivity at mats treated with carbon nanotubes through electrical conductivity essay. The polymeric mat showed flexibility even after the plasma and dispersion CNT treatments, besides electrical conductivity. Electronic components potential application is due to significant increase of electrical conductivity after the mat treatments, besides the results showed beta phase of PVDF in these samples. This is because of good distribution and dispersion of functionalized CNT on the surface structure of electrospun fibers / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestra em Engenharia Mecânica