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Respostas fisiológicas, genotóxicas, histopatológicas e genéticas da espécie Colossoma macropomum (Cuvier, 1818) contaminada por naftaleno e exposta à hipóxiaSouza, Samara Silva de 27 April 2016 (has links)
Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-06-21T13:48:59Z
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Previous issue date: 2016-04-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / The specific characteristics of Amazonian aquatic ecosystems, such as seasonal and daily
variations in dissolved oxygen in water can aggravate the effects of aquatic contamination,
increasing the damages caused by pollutants to aquatic organisms. Thus, the aim of the
present study was to evaluate the physiological, biochemical, genotoxic, histopathological and
genetic responses of Colossoma macropomum, emphasizing the expression of the gene TP53,
a tumor supressor after naphthalene (Naph) contamination and subsequent hypoxia exposures.
Firstly, the effects of Naph on metabolic rate at different water PO2, to set the critical oxygen
tension (PO2 crit), was deternined. Therefore, tambaqui were intraperitoneally injeted with
Naph (50 mg/kg), using corn oil as carrier, and maintained in individual glass containers
under constant aeration. After 96 hours fish were transferred to respirometry chambers,
submitted to progressive hypoxia, and the O2 consumption was monitored for the
determination of PO2 crit. In the second experiment, fish received intraperitoneal injection of
Naph (50 mg/kg), kept for 96 hours under normal oxygen conditions and, subsequently
subjected to hypoxia during 6 hours. We observed that oxygen consumption and the critical
oxygen tension in C. macropomum were not affected by Naph. Moreover, hematological
parameters and plasma glucose were altered in response to hypoxia but not to Naph. Instead,
Naph contamination and subsequent exposure to hypoxia altered the activity of
biotransformation (GST) and antioxidant (CAT) enzymes with no effects on lipidic
peroxidation. Exposure to Naph resulted in DNA damages without the influence of hypoxia.
Hepatic lesions were moderate, and some were accentuated by further exposure to hypoxia.
Naphthalene and hypoxia presented opposite effects on expression of the tumor suppressor
TP53. The responses of C. macropomum to Naph were accentuated by hypoxia, mainly in the
hepatic damage. Furthermore, hypoxia impaired transcription of TP53 in fish contaminated
with Naph, demonstrating the importance of considering hypoxia as a risk factor for aquatic
contamination, particularly where hypoxic conditions occur in a daily and seasonal basis. / As características particulares dos ecossistemas aquáticos amazônicos, como as variações
sazonais e diárias na concentração de oxigênio dissolvido na água, podem agravar os efeitos
da contaminação aquática, acentuando os danos causados por poluentes aos organismos
aquáticos. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar as respostas fisiológicas,
bioquímicas, genotóxicas, histopatológicas e genéticas da espécie Colossoma macropomum,
enfatizando a expressão do gene supressor tumoral TP53, após a contaminação por naftaleno
e posterior exposição a hipóxia. Primeiramente, foi observado o efeito do naftaleno (Naph) na
taxa metabólica dos animais em diferentes pressões de oxigênio para determinar a pressão
crítica de oxigênio (PO2 crit), quando o animal passa de oxi-regulador para oxi-conformador.
Para tanto, os peixes foram injetados intraperitonealmente com naftaleno (50 mg/kg), tendo o
óleo de milho como carreador, mantidos durante 96 horas em recipientes de vidro sob aeração
constante. Decorrido o tempo de exposição, os peixes foram transferidos para câmaras de
respirometria, onde foram submetidos a hipóxia progressiva e o consumo de O2 foi
monitorado para a determinação da PO2 crit. No segundo experimento, os peixes receberam
injeção intraperitoneal de Naph (50 mg/kg) e, foram mantidos durante 96 horas em condições
normais de oxigênio, posteriormente, foram submetidos a 6 horas de hipóxia. Os resultados
demonstraram que o naftaleno não afetou o consumo de oxigênio e a pressão crítica de
oxigênio em C. macropomum. Além disso, os parâmetros hematológicos e a glicose
plasmática foram modulados apenas em resposta à hipóxia. Por outro lado, a contaminação
com naftaleno e exposição posterior à hipóxia alterou a atividade de enzimas de
biotransformação (GST) e antioxidante (CAT) sem efeitos sobre a lipoperoxidação. A
contaminação com naftaleno resultou em danos à molécula de DNA sem, no entanto, que
houvesse posterior influência da hipóxia. As lesões hepáticas foram moderadas, mas algumas
foram acentuadas pela exposição à hipóxia. Naftaleno e hipóxia apresentaram efeitos opostos
sobre à expressão do supressor tumoral TP53. As respostas de C. macropomum ao naftaleno
foram acentuadas pela exposição à hipóxia, especialmente nos danos hepáticos, além disso, a
hipóxia prejudicou a transcrição de TP53 em peixes contaminados com naftaleno,
demonstrando a importância de se considerar a hipóxia como um fator de risco para a
contaminação aquática, especialmente, em ambiente onde condições hipóxicas ocorrem diária
e sazonalmente.
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Investigação da atividade do fluoreno, naftaleno, nonilfenol e procimidona sobre a adipogênese em cultura de célulasRibeiro, Carolina Martins 09 August 2015 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-11-23T12:33:00Z
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2015_CarolinaMartinsRibeiro.pdf: 3505206 bytes, checksum: bd3d46c0e53c6add144c1c20458ee313 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-01-25T15:52:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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2015_CarolinaMartinsRibeiro.pdf: 3505206 bytes, checksum: bd3d46c0e53c6add144c1c20458ee313 (MD5) / A obesidade e suas complicações são observadas com frequência crescente e em idades cada vez mais precoces. O aumento de síndromes relacionadas ao excesso de peso pode estar relacionado com as recentes mudanças na alimentação, no estilo de vida e/ou no meio ambiente. Entre os fatores ambientais, destaca-se o papel de contaminantes ambientais capazes de atuar como desreguladores endócrinos (DEs). A atividade dos DEs pode ocorrer por vários mecanismos, e um mecanismo bem caracterizado é a atuação sobre os receptores nucleares. O fluoreno, o naftaleno, o nonilfenol e a procimidona são contaminantes ambientais caracterizados como DEs e a que a população está em constante exposição. Com o objetivo de investigar a capacidade obesogênica desses compostos, foi avaliada a sua atividade sobre dois receptores chave da adipogênese, o receptor gama ativado por proliferadores peroxissomais (PPARγ) e receptor alfa de glicocorticoide (GRα), por meio do ensaio de gene repórter. Foi avaliado também seu potencial adipogênico em cultura de células, em pré-adipócitos murinos 3T3-L1 e em células mesenquimais murinas C3H10T1/2, tratados durante 10 dias com os DEs, desde o período da indução da diferenciação adipocitária, e avaliados quanto ao acúmulo lipídico intracelular ou a expressão do RNAm do gene que codifica a proteína ligadora de ácidos graxos adipocitária, um marcador de adipócito maduro. Nenhum dos DEs investigados apresentou efeito sobre a atividade transcricional do PPARγ ou GR. Foi observado baixo potencial adipogênico do nonilfenol em pré-adipócitos 3T3-L1 induzidos a se diferenciar com meio completo (inibidor de fosfodiesterase, dexametasona e insulina) ou meio incompleto (insulina), e baixo potencial adipogênico do fluoreno, naftaleno e procimidona em pré-adipócitos 3T3-L1 induzidos a se diferenciar com meio incompleto. Estes dados sugerem o baixo potencial adipogênico dos quatro compostos estudados, por vias independentes da ação do PPARγ ou GRα. ___________________________________________________________________ ABSTRACT / Obesity and its complications are observed with increasing frequency and at younger ages. The increase in the incidence of overweight-related syndromes may be associated with the recent changes in diet, lifestyle and/or the environment. Among the environmental factors, are environmental contaminants able to act as endocrine disruptors (EDs). EDs can act by several mechanisms, and one of their well-characterized actions is on nuclear receptors. Fluorene, naphthalene, nonylphenol and procymidone are environmental contaminants characterized as EDs and to which the population is constantly exposure. In order to investigate the obesogenic activity of these compounds, we investigated their action on two adipogenesis-related nuclear receptors, peroxisome proliferator-activated gamma (PPARγ) and glucocorticoid receptor alpha (GRα), by reporter gene assays. We also evaluated their adipogenic activity in cell culture, using both 3T3-L1 murine preadipocytes cells and C3H10T1/2 murine mesenchymal cells, treated for 10 days with the EDs, since the period of adipocyte differentiation induction. Adipogenesis was assessed by intracellular lipid accumulation and by the expression of adipocyte fatty acid binding protein gene transcript, which is a marker of mature adipocytes. None of EDs investigated affected the transcriptional activity of PPARγ or GRα. Nonylphenol had a weak adipogenic activity in 3T3-L1 preadipocytes induced to differentiate in complete medium (phosphodiesterase inhibitor, insulin and dexamethasone) or incomplete medium (insulin), whereas fluorene, naphthalene and procymidone exhibited weak adipogenic activity in 3T3-L1 preadipocytes induced to differentiate with incomplete medium. Taken together, these data suggest that the four DEs investigated have a low adipogenic potential by PPARγ or GRα-independent pathways.
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Estudo das propriedades eletrônicas e espectroscópicas de uma série de diimidas naftálicas com substituintes aromáticos com potencial aplicação em dispositivos de armazenamento e conversão de energia / Study of the electronic and spectroscopic properties of a series of naphthalic diimides with aromatic substituents with potential application to energy storage and conversion devicesSilva, Francisco de Araújo 30 May 2018 (has links)
As diimidas naftálicas simétricas têm sido vastamente estudadas devido suas propriedades químicas, ópticas, e eletrônicas. A possibilidade de modular suas propriedades com a substituição de grupos diversos na formação da imida, viabiliza aplicações em dispositivos eletrônicos, conversão de energia e produção de redes de coordenação metalo-orgânicas. Neste trabalho sintetizou-se uma série de 5 diimidas naftálicas (NDIs) simétricas com substituintes aromáticos. Foram analisadas as características espectroscópicas e eletrônicas com obtenção dos valores de band-gap óptico através de ensaios de voltametria cíclica e cálculos teóricos (DFT), mostrando a influência dos substituintes nas propriedades eletrônicas. Estas moléculas apresentam indícios de agregação em determinados solventes tornando possível a produção de filmes finos. As NDIs produzidas foram intercaladas em uma matriz inorgânica lamelar, o pentóxido de vanádio amorfo, e melhorando consideravelmente, via de regra, a capacidade específica de carga quando analisados em sistemas trocadores de íon lítio, aplicados geralmente em cátodos de bateria, com valores da ordem de 190 mA.h.g-1 (sob 100 uA, variação de E +1,2V à -1,2V). É provavelmente um dos primeiros trabalhos a utilizar NDIs em sistemas mistos de matrizes inorgânicas aplicados em trocadores de íons. Algumas apresentam potencial para dispositivos de conversão de luz em eletricidade. / Symmetric naphthalic diimides have been extensively studied due to their chemical, optical, and electronic properties. The possibility of modulating their properties by substitution with several groups in the formation of imides allows diverse applications in electronic devices, energy conversion, production of metallo-organic frameworks (MOFs). In this thesis, a series of 5 symmetrical aromatic-substituted naphthalic diimides (NDIs) were sinthesized. We have studied their optical and electronic characteristics obtaining optical band-gap with cyclic voltammetry tests and theoretical calculations (DFT), showing the influence of substituent in the electronic properties. Some of these imides may aggregate in certain solvents allowing this way the production thin films. The NDIs were intercalated in the inorganic intercalation matrix of amorphous vanadium pentoxide, and showed generally considerable improvement in the specific charge capacity when used in lithium ion exchange systems, that are usually applied in battery cathodes, reaching values of the order of 190 mA.h.g-1 (under 100 uA, E variation of + 1.2V to -1.2V). This is probably one of the first works using NDIs in mixed systems to applied inorganic matrices as ion exchangers. Some of them may be used for light conversion to electricity devices.
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Utilização da técnica de sublimação de naftaleno na determinação de coeficientes globais de transferência de calor por convecção naturalJosé Bezerra Pessoa Filho 01 March 1988 (has links)
Neste trabalho foi feito um estudo experimental análogo à transferência de calor por convecção natural, num canal vertical constituído por duas placas planas paralelas, sendo uma isotérmica e outra adiabática. Os resultados aqui apresentados foram obtidos utilizando-se a analogia existente entre o processo de transferência de calor e o processo de transferência de massa. Para tanto, utilizou-se a Técnica de Sublimação de Naftaleno. É este aliás, o principal objetivo deste trabalho: estabelecer as condições necessárias à utilização da Técnica de Sublimação de Naftaleno em experimentos de convecção natural. São apresentados resultados na forma de números de Sherwood médio versus (b/L) GrmSc, que, de acordo com a analogia existente entre os dois fenômenos, são análogo ao número de Nussel médio versus (b/L) GrPr, respectivamente. A região de estudo foi compreendida entre a entrada do canal e aquela próxima a do escoamento completamente desenvolvido, isto é, 6= (b/L) GrPr = 1000. É observada uma boa concordância entre os resultados experimentais obtidos e outros existentes na literatura, verificando-se, porém, certa dispersão nos resultados relativamente aos previstos pela teoria. Pelos resultados obtidos, considerou-se válida a aplicação da Técnica de Sublimação de Naftaleno na simulação de problemas de Transferência de Calor por convecção natural, visando, principalmente, à determinação de resultados referentes às geometrias complexas, não possíveis, em geral, de um tratamento analítico ou mesmo numérico.
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Degradação de naftaleno, fenantreno e benzo(a)pireno em solos e sedimentos de ambientes costeiros, oceânicos e antárticos / Degradation of naphthalene, phenanthrene e benzo(a)pyrene in soil and sediments of coastal, oceanic and Antarctic environmentsMiranda, Vando José Medeiros de 30 July 2008 (has links)
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Previous issue date: 2008-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Petroleum is the main source of fuel, and the operations of exploration, transportation, refining and distribution are potential sources of environmental pollution. In contaminated environments, the degradation of PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) depends on climatic factors, soil and microbial population. This study aimed to assess the potential for degradation of naphthalene, phenanthrene and benzo (a) pyrene hydrocarbons in different soils and sediments from coastal regions, both tropical and polar (Antarctica). The samples were collected in three regions, and (1) main island in the archipelago of Fernando de Noronha, (2) in the Prado coast, in southern Bahia, and (3) Islands in the South Shetlands archipelago, Antarctica. After obtaining samples of TFSA (Earth Thin Air Dried), the soils were submitted to physical and chemical analysis, and experiments were set to evaluate the degradation through respirometry, and tested the PAHs naphthalene, phenanthrene and benzo (a) pyrene. Most degradation of naphthalene was observed in soil contaminated by oil derived from oil, in Fildes (Antarctica), which was attributed to the selection of microbial populations in the efficient use of HC. The rates of degradation of phenanthrene and benzo (a) pyrene were lesser in comparison to naphthalene, which have lower molecular weight and greater solubility. The results of this study suggest that the microorganisms present in these soils, wherever there was no impact of oil spill, were not able to efficiently degrade the oil naphthalene, phenanthrene and benzo (a) pyrene, in experimental conditions tested. That would, after selection, the use of these microorganisms (adapted), the remediation of contaminants soluble in other similar areas of Antarctica. The differences between the rates of degradation of hidrocarbons relate to the levels of TOC (Total Organic Carbon) and TN (Total Nitrogen) soil of local noncontaminated. / O petróleo representa a principal fonte de combustível da humanidade, e as operações de exploração, transporte, refino e distribuição representam fontes potenciais de poluição ambiental. Em ambientes contaminados, a degradação dos HPAs (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos) depende de fatores climáticos, dos tipos de solo e das populações microbianas presentes. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o potencial de degradação dos hidrocarbonetos naftaleno, fenantreno e benzo(a)pireno em diferentes solos e sedimentos provenientes de regiões costeiras, oceânicas tropicais e polares (Antárticas). As amostras foram coletadas em três regiões, sendo (1) na ilha principal do Arquipélago de Fernando de Noronha, (2) no litoral do Prado, no sul da Bahia, e (3) nas Ilhas do Arquipélago Shetlands do Sul, Antártica. Após a obtenção das amostras de TFSA (Terra Fina Seca ao Ar), os solos foram submetidos a análises químicas e físicas, e foram montados experimentos de degradação através de respirometria, sendo testados os HPAs naftaleno, fenantreno e benzo(a)pireno. A maior degradação de naftaleno foi observada em solo contaminado por hidrocarbonetos derivados de petróleo, em Fildes (Antártica), a qual foi atribuída à seleção de populações microbianas eficientes na utilização desse HC. A maior degradação do fenantreno e do benzo(a)pireno nos solos do Brasil ocorreu na area P5 (Manguezal de Cumuruxatiba), sendo neste caso atribuído à maior disponibilidade de nutrientes. As taxas de degradação de fenantreno e benzo(a)pireno foram menores em comparação do que a do naftaleno, que possui menor peso molecular e maior solubilidade. Os resultados deste trabalho demostram que os microrganismos presentes nos solos em estudo, onde não houve impacto conhecido de derramamento de óleo, não foram capazes de degradar eficientemente os hidrocarbonetos naftaleno, fenantreno e benzo(a)pireno, nas condições experimentais testadas. Nestes ambientes, as diferenças entre as taxas de degradação dos hidrocarbonetos se relacionam com os teores de COT (Carbono Orgânico Total) e NT (Nitrogênio Total).
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Estudo das propriedades eletrônicas e espectroscópicas de uma série de diimidas naftálicas com substituintes aromáticos com potencial aplicação em dispositivos de armazenamento e conversão de energia / Study of the electronic and spectroscopic properties of a series of naphthalic diimides with aromatic substituents with potential application to energy storage and conversion devicesFrancisco de Araújo Silva 30 May 2018 (has links)
As diimidas naftálicas simétricas têm sido vastamente estudadas devido suas propriedades químicas, ópticas, e eletrônicas. A possibilidade de modular suas propriedades com a substituição de grupos diversos na formação da imida, viabiliza aplicações em dispositivos eletrônicos, conversão de energia e produção de redes de coordenação metalo-orgânicas. Neste trabalho sintetizou-se uma série de 5 diimidas naftálicas (NDIs) simétricas com substituintes aromáticos. Foram analisadas as características espectroscópicas e eletrônicas com obtenção dos valores de band-gap óptico através de ensaios de voltametria cíclica e cálculos teóricos (DFT), mostrando a influência dos substituintes nas propriedades eletrônicas. Estas moléculas apresentam indícios de agregação em determinados solventes tornando possível a produção de filmes finos. As NDIs produzidas foram intercaladas em uma matriz inorgânica lamelar, o pentóxido de vanádio amorfo, e melhorando consideravelmente, via de regra, a capacidade específica de carga quando analisados em sistemas trocadores de íon lítio, aplicados geralmente em cátodos de bateria, com valores da ordem de 190 mA.h.g-1 (sob 100 uA, variação de E +1,2V à -1,2V). É provavelmente um dos primeiros trabalhos a utilizar NDIs em sistemas mistos de matrizes inorgânicas aplicados em trocadores de íons. Algumas apresentam potencial para dispositivos de conversão de luz em eletricidade. / Symmetric naphthalic diimides have been extensively studied due to their chemical, optical, and electronic properties. The possibility of modulating their properties by substitution with several groups in the formation of imides allows diverse applications in electronic devices, energy conversion, production of metallo-organic frameworks (MOFs). In this thesis, a series of 5 symmetrical aromatic-substituted naphthalic diimides (NDIs) were sinthesized. We have studied their optical and electronic characteristics obtaining optical band-gap with cyclic voltammetry tests and theoretical calculations (DFT), showing the influence of substituent in the electronic properties. Some of these imides may aggregate in certain solvents allowing this way the production thin films. The NDIs were intercalated in the inorganic intercalation matrix of amorphous vanadium pentoxide, and showed generally considerable improvement in the specific charge capacity when used in lithium ion exchange systems, that are usually applied in battery cathodes, reaching values of the order of 190 mA.h.g-1 (under 100 uA, E variation of + 1.2V to -1.2V). This is probably one of the first works using NDIs in mixed systems to applied inorganic matrices as ion exchangers. Some of them may be used for light conversion to electricity devices.
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Aspectos cinéticos, estructurales y de reactividad de los dianiones de bifenilo y tetrafenilenoBlasco, Inmaculada 22 July 2016 (has links)
En la presente memoria se aborda el estudio de la reactividad de dianiones de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs). En el capítulo I se llevó a cabo una síntesis eficaz del fluorometilciclopropano y posterior estudio como sonda de radicales. Se estudió el mecanismo de reacción a través del cual tiene lugar la alquilación de dianiones de HAP (bifenilo y naftaleno) con fluoruros de alquilo primarios, con el fin de elucidar si este mecanismo transcurre vía TE, o si existe competencia con la sustitución nucleófila bimolecular SN2. En el capítulo II se ha conseguido establecer una ruta eficaz para la síntesis asimétrica del 2,7,10,15-tetra-terc-butiltetrafenileno, obteniendo ambos enantiómeros con excelentes excesos enantioméricos. Se ha llevado a cabo un estudio cinético para el cálculo de la energía de racemización del 2,7,10,15-tetra-terc-butiltetrafenileno.
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Decaimento de potencial de superfície em monocristais de naftaleno / Surface potential decay on naphtalene single crystalsGiacometti, José Alberto 10 August 1977 (has links)
Usando a técnica de decaimento do potencial de superfície e de correntes termo estimuladas, foi investigado em cristais de naftaleno, o movimento de cargas elétricas injetadas por uma descarga corona. Os resultados obtidos nas medidas de decaimento, foram explicados satisfatoriamente usando um modelo teórico de transporte de cargas, na presença de armadilhas rasas e profundas. A partir desse modelo foram calculadas: a mobilidade modulada dos portadores, o tempo de captura das armadilhas profundas e estimada a sua seção de captura. Nas medidas de corrente termo-estimuladas, foram identificadas as armadilhas rasas e profundas e determinada as suas profundidades energéticas. / Using the method of surface potential decay, and thermal stimulated currents, it was possible to study the motion of electrical charges, injected in naphthalene single crystals, by a negative corona discharge in the air. The results obtained in the measurements of the decay, were explained by using a theoretical model of transport of charges in the presence of shallow and deep traps. With the help of this model, the trap modulated mobility of the carriers, the trapping time of the deep traps, and the capture cross section were calculated. In the measurements of thermal stimulated currents, it was possible to identify the deep and shallow traps and also to calculate their activation energies.
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Polímeros de coordenação à base de cobalto(II) e N,N'-bis(4-piridil)-1,4,5,8-naftaleno diimida como ligante e suas propriedade estruturais, espectroscópicas e fotoelétricas / Coordination polymers based on cobalt(II) and N,N\'-bis(4-pyridyl)-1,4,5,8-naphthalene diimide as ligand and their structural, spectroscopic and electronic propertiesCastaldelli, Evandro 05 February 2016 (has links)
Polímeros de coordenação têm atraído a atenção de pesquisadores na última década por conta de sua incrível versatilidade e virtualmente infinito número de possibilidades de combinação de ligantes orgânicos e centros metálicos. Estes compostos normalmente herdam as características magnéticas, eletrônicas e espectroscópicas de seus componentes base. Entretanto, apesar do crescente número de trabalhos na área, ainda são raros os polímeros de coordenação que apresentem condutividade elétrica. Para este fim, utilizou-se a N,N\'-bis(4-piridil)-1,4,5,8-naftaleno diimida, ou NDI-py, que pertence a uma classe de compostos rígidos, planares, quimicamente e termicamente estáveis e que já foram extensamente estudados por suas propriedades fotoeletroquímicas e semicondução do tipo n. O primeiro polímero de coordenação sintetizado, MOF-CoNDI-py-1, indicou ser um polímero linear, de estrutura 1D. O segundo, MOF-CoNDI-py-2, que conta com ácido tereftálico como ligante suporte, é um sólido cristalino com cela unitária monoclínica pertencente ao grupo espacial C2/c, determinado por difração de raios-X de monocristal. A rede apresenta um arranjo trinuclear de íons Co(II) alto spin com coordenados em uma geometria de octaedro distorcido, enquanto os ligantes NDI-py se encontram em um arranjo paralelo na estrutura, em distâncias apropriadas para transferência eletrônica. Com o auxílio de cálculo teóricos a nível de DFT, foi realizado um estudo aprofundado dos espectros eletrônicos e vibracionais, com atribuição das transições observadas, tanto para o MOF-CoNDI-py-2 quanto para o ligante NDI-py livre. A rede de coordenação absorve em toda a região do espectro eletrônico analisada, de 200 nm a 2500 nm, além de apresentar luminescência com característica do ligante. Dispositivos eletrônicos fabricados com um cristal do MOF-CoNDI-py-2 revelaram condutividades da ordem de 7,9 10-3 S cm -1, a maior já observada para um MOF. Além de elevada, a condutividade elétrica dos cristais demonstrou-se altamente anisotrópica, sendo significativamente menos condutor em algumas direções. Os perfis de corrente versus voltagem foram analisados em termos de mecanismos de condutividade, sendo melhores descritos por um mecanismo limitado pelo eletrodo to tipo Space-Charge Limited Current, concordando com a proposta de condutividade através dos planos de NDI-py na rede. A condutividade dos cristais também é fortemente dependente de luz, apresentando fotocondução quando irradiado por um laser vermelho, de 632 nm, enquanto apresenta um comportamento fotorresistivo frente a uma fonte de luz branca. Estes resultados, combinados, trazem um MOF em uma estrutura incomum e com elevada condutividade elétrica, modulada por luz, em medidas diretas de corrente. Não existem exemplos conhecidos de MOFs na literatura com estas características. / Coordination polymers have been a major topic in materials science during the past decade, thanks to their versatility and virtually infinite possible combinations between metal centers and organic ligands. These coordination polymers usually inherit the properties of their components, such as magnetic, spectroscopic and electronic characteristics. However, despite the increasing number of research papers in this topic, it is still hard to find coordination polymers featuring electronic conductivity. To achieve that, we used a naphthalene diimide derivative, N,N\'-bis(4-pyridyl)-1,4,5,8- naphthalene diimide or NDI-py, which belongs to a class of rigid, planar, thermally and chemically stable compounds, extensively studied due to their photoelectrochemical properties and their n-type semiconductivity. The first coordination polymer synthesised, MOF-CoNDI-py-1, was an amorphous linear polymer, with a 1D structure. Based on these observations, MOF-CoNDI-py-2 was synthesised by using terephthalic acid as a supporting ligand, and it is a crystalline solid which its monoclinic unit cell belongs to a C2/c space group, as determined by single crystal X-ray diffraction. This network features a trinuclear high-spin Co(II) unit, and each metal ion sits on a distorted octahedra coordination geometry, while the NDI-py ligands sit in a parallel arrangement, with distances suitable for electronic transfers. A detailed study of their vibrational and electronic spectra, supported by DFT calculations, was performed, as well as a full description and assignment of the observed bands. MOF-CoNDI-py-2 absorbs in the whole studied spectral region, from 200 nm to 2500 nm, while it also features a ligand-centered emission spectrum. Electronic devices built around its crystals revealed electric conductivities of 7.9 10 -3 S cm -1, which is, to the best of our knowledge, the highest for a MOF to this date. This conductivity is also highly anisotropic, being significantly less conductive in certain directions. The current versus voltage profiles were analysed in terms of known conduction mechanisms, with best fits when using an electrode-limited Space-Charge Limited Current mechanism, in agreement with the proposition that this conductivity happens through the NDI-py stacking planes. Additionally, this mechanism is influenced by an external light source, being a photoconductor with a red laser, 632 nm, and a photoresistor with a white light. Combined, these results bring a light-modulated, highly conductive MOF material with an unusual structure. As far as we know, there are no similar MOFs in the literature, which makes MOF-CoNDI-py-2 one of a kind.
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Novos materiais funcionais organo-híbridos baseados em óxidos metálicos e diimidas aromáticas / New hybrid functional materials based in metal oxides and aromatic diimidesChagas-Silva, Fatima Aparecida das 18 May 2012 (has links)
O uso e estudo de materiais híbridos para desenvolver novos materiais com qualidades superiores para aplicações em fotônica, sensores e áreas afins é um desafio para o químico. Neste contexto deve-se especular sobre as propriedades de associação de materiais orgânicos e inorgânicos para alcançar novas e melhores propriedades. Neste estudo, os óxidos metálicos (óxidos de cério em particular), uma classe especial entre nanopartículas inorgânicas, foram selecionados para explorar as suas aplicações com uma classe, também especial de compostos orgânicos, sendo no nosso estudo as Naftaleno Diimidas. Óxido de cério é um semicondutor, com uma “bandgap” larga, conhecido por sua capacidade catalítica e por sua simples manipulação para preparar filmes finos e nanopartículas. Derivados de Naftaleno Diimidas são conhecidos por sua superior atividade eletroquímica comparáveis aos dos Paraquat (metilviologênio), mas com amplitude maior de aplicações fotoquímicas. Foram sintetizadas Naftaleno Diimidas carregados positivamente e negativamente com propriedades surfactantes. Após a caracterização detalhada das Naftaleno Diimidas, incluindo auto-associação e interação com moléculas de surfactantes, a interação com nanopartículas de óxido de cério foram determinadas. As Naftaleno Diimidas interagiram de forma especial com nanopartículas de óxido de cério conferindo ausência de atividade hidrolítica e um comportamento fotocrômico singular. Propõe-se que o corante orgânico se adsorve nas ranhuras das nanopartículas e, além disso forma dímeros estáveis que têm importância para as novas fotoatividades observadas. / The use and study of hybrid materials is a challenge for the chemist to develop materials having new and superior qualities for applications in photonics, sensors and related areas. In this context one has to speculate on the properties of the organic and inorganic partners to achieve better and new properties. In this study the metal oxides (in particular Cerium Oxides), a special class among inorganic nanoparticles were selected to exploit their applications with an also special class of organic compounds the Naphthalene Diimides. Cerium Oxide is a wide bandgap semiconductor well known for its catalytic capabilities and for its simple manipulation to prepare thin films and nanoparticles. Naphthalene Diimides derivatives are known for their superior lectrochemical activities comparable to those of Paraquat (Methyl Viologen) but with larger amplitude of photochemical applications. Positively and negatively charged, surfactant like, Naphthalene Diimides, were synthesized. After detailed characterization of the Naphthalene Diimides including selfassociation and interaction with surfactant molecules, the interaction with Cerium Oxide nanoparticles was determined. Naphthalene Diimides interacted in a special manner with Cerium Oxide nanoparticles rendering hydrolytic inertness and novel photochromic behavior. The organic dye is proposed to adsorb in the crevices of the particles and furthermore forming stable dimers that accounts for the new photoactivities observed
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