Carbon-dots (C-dots, pontos de carbono) ou Carbon Quantum Dots (CQDs, pontos quânticos de carbono) consistem em uma interessante classe de nanopartículas de carbono, que vêm recebendo grande atenção devido à sua combinação de propriedades como luminescência, excelente biocompatibilidade e dispersabilidade em água. C-dots são nanopartículas quase esféricas, formados por fragmentos de grafeno empilhados, com diâmetros entre 1 à 10 nm, contendo grupos funcionais na superfície. Embora exista um significativo número de estudos experimentais na literatura, ainda há uma ampla discussão sobre os detalhes estruturais destas nanopartículas e seus efeitos nas propriedades óticas apresentadas. Neste trabalho, utilizamos simulações de dinâmica molecular para explorar detalhes da estrutura atômica dos C-dots, propondo estruturas que apresentem características estruturais, morfológicas e de composição conforme observados em experimentos. Para tanto, criamos inicialmente modelos dessas nanopartículas baseados no empilhamento de fragmentos de grafeno funcionalizados nas bordas. Observou-se que após a relaxação estrutural, os fragmentos foram reorientados, levando a um alinhamento turbostrático entre camadas, com espaçamento próximo aos característicos do grafite Em seguida, calculamos a energia de adesão das camadas dos C-dots, para avaliar a estabilidade desses aglomerados, e os resultados mostram que a presença de grupos funcionais oxigenados contribui para uma melhor adesão entre as camadas. Ainda, criamos modelos semelhantes para essas nanopartículas, incluindo átomos próximos as bordas dos nanoflakes utilizando um método hibrido de MC/MD e os resultados mostram reconstrução da superfície devido a formação espontânea de ligações covalentes nas bordas com a presença de pentágonos, hexágonos e defeitos. Usamos também simulações de dinâmica molecular reativa para analisar a formação destas partículas, partindo de fragmentos resultantes da quebra de moléculas orgânicas, conforme observado experimentalmente. Estas simulações mostraram que a estrutura dos C-dots pode ser um pouco mais complexa do que as atualmente propostas, contendo outros tipos de interação entre os nanoflakes de grafeno, que podem afetar significativamente as propriedades do material. / Carbon-dots (C-dots) or Carbon Quantum Dots consist of an interesting class of carbon nanoparticles, which have received great attention due to their combination of properties such as luminescence, excellent biocompatibility and dispersibility in water. C-dots are almost spherical nanoparticles, formed by stacked graphene fragments, with diameters between 1 and 10 nm, containing functional groups on the surface. Although there is a significant number of experimental studies in the literature, there is still a wide discussion about the structural details of these nanoparticles and their effects on the presented optical properties. In this work, we use molecular dynamics simulations to explore details of the atomic structure of C-dots, which are proposed on basis of experimental characterization data available from the literature. We initially created models of these nanoparticles based on the stacking of functionalized graphene fragments at the edges. It was observed that after the structural relaxation, the fragments were reoriented, leading to a turbostratic alignment between layers, with spacing close to the characteristics of the graphite Then, we calculate the adhesion energy of the C-dots layers, to evaluate the stability of these clusters, and the results show that the presence of oxygenated functional groups contributes to a better adhesion between the layers. Furthermore, we have created similar models for these nanoparticles, including atoms near the edges of nanoflakes using a hybrid MC / MD method and the results show the spontaneous surface reconstruction due to the formation of covalent bonds at the edge with the presence of pentagons, hexagons and defects. We also used simulations of reactive molecular dynamics to analyze the initial steps for the formation of these particles, starting from fragments resulting from the breakdown of organic molecules, as observed experimentally. These simulations have shown that the structure of the C-dots may be what more complex than those currently proposed, containing other types of interaction between the graphene fragments, which can significantly affect the properties of the material.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T04:09:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 282460.pdf: 1697222 bytes, checksum: de64ff7e1688f94a0ed724700226a459 (MD5) / O resveratrol (RV) é um polifenol pertencente à classe dos estilbenos, presente na dieta humana. Esta substância tem demonstrado inúmeras atividades farmacológicas incluindo antitumoral, anti-inflamatória, antioxidante, cardioprotetora, entre outras. Entretanto, a biodisponibilidade oral desta substância é praticamente nula, em decorrência do seu elevado metabolismo colônico e hepático. Por outro lado, estudos relatam os benefícios do RV sobre a pele, fazendo com que a liberação tópica deste composto constitua uma interessante alternativa à administração oral para o tratamento de várias desordens cutâneas. Neste sentido, a nanoencapsulação do RV pode ser considerada uma alternativa promissora para a aplicação tópica cutânea. Neste trabalho, nanopartículas lipídicas sólidas (NLS), nanoemulsões (NE) e microemulsões (ME) foram preparadas pela técnica de difusão do solvente a quente e avaliadas quanto a sua capacidade de incorporar o RV, assim como de liberar este fármaco através da pele. Visando uma forma farmacêutica para uso tópico, nanogéis foram preparados pela adição de hidroxietilcelulose às dispersões coloidais. Um método analítico por CLAE foi desenvolvido e validado, com o intuito de determinar a concentração de RV nas formulações e monitorar a concentração de fármaco permeado ou retido na pele. O tamanho médio das partículas foi aproximadamente de 221, 119 e 22 nm, para as NLSs, NEs e MEs, respectivamente. Todas as preparações apresentaram potencial zeta negativo. Elevados valores de eficiência de encapsulação foram obtidos para todas as formulações testadas. Entretanto, o teor de RV variou significativamente em função do tipo de nanocarreador e da quantidade de fármaco inicialmente adicionada às formulações. Em especial, a ME apresentou uma maior capacidade de incorporar o RV, aumentando a sua concentração cerca de 28 vezes em relação a sua solubilidade aquosa. As formulações em dispersão e em gel foram avaliadas em estudos de permeação cutânea utilizando células de difusão tipo Franz e pele de orelha de porco como modelo de membrana por um período de 8 horas. O fluxo de permeação, o tempo de latência e o coeficiente de permeabilidade foram estimados após a construção do gráfico da quantidade permeada (µg/cm²) versus tempo (h). Estudos de microscopia confocal de varredura laser (MCVL) foram realizados no intuito de observar a difusão do fármaco incorporado nas NLSs, NEs e MEs através da pele, utilizando o vermelho de Nilo (VN) como marcador fluorescente. A permeação e a retenção do RV foram significativamente afetadas pelo tipo de nanocarreador lipídico. O fluxo e o coeficiente de permeabilidade diminuíram na seguinte ordem: MERV < NLSRV < NERV. Por outro lado, a quantidade permeada através da pele aumentou após a aplicação da ME apresentando a mais elevada concentração de fármaco, quando MEs com diferentes teores de RV foram testadas. O tempo de latência não variou para a maioria das formulações, e a quantidade de fármaco retido na pele demonstrou ser significativamente reduzida, somente quando as NLS foram aplicadas. As fotomicrografias obtidas por MCVL evidenciaram a permeação do VN nas camadas profundas da pele quando as dispersões coloidais foram testadas, o que não foi observado com uma solução do mesmo utilizada como controle, em que o marcador fluorescente permaneceu nas camadas superficiais da pele. Além disso, a menor penetração do corante a partir das MEs pode ser visualizada, confirmando os resultados obtidos nos estudos de permeação.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T11:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276689.pdf: 8063595 bytes, checksum: 161d440b38863de3488f1b6160bf0646 (MD5) / O silicato de cálcio hidratado (C-S-H), principal fase do cimento Portland hidratado, é considerado um material lamelar, semicristalino, similar ao cristal de tobermorita, com estrutura complexa, principalmente em relação às forças de ligação, que apresenta um comportamento mecânico frágil e baixa resistência à tração. Suas características estruturais o tornam um excelente material para manipulação de sua nanoestrutura, através da intercalação de moléculas orgânicas, formando nanocompósitos C-S-H/polímero. O interesse pelo desenvolvimento de nanocompósitos utilizando silicato de cálcio hidratado e polímeros visa à melhoria das propriedades mecânicas dos materiais à base de cimento, consideradas hoje como uma deficiência, como se pode citar a resistência à tração, a tenacidade e a ductilidade. Neste trabalho foi produzido C-S-H através do processo de síntese por precipitação, com a adição de polímeros orgânicos a fim de avaliar a possibilidade de intercalação dos polímeros na nanoestrutura. Inicialmente foi realizada uma análise das principais variáveis que influenciam na formação do C-S-H, como a relação molar cálcio/sílica (C/S) (utilizando níveis de 0,7, 1,4 e 2,1), o tempo de hidratação (21, 35 e 56 dias) e temperatura de secagem (60, 100, e 300°C). Foram utilizados polímeros catiônicos, aniônicos e não-iônicos, apontados na literatura com potencial para intercalação no C-S-H, citados a seguir: o poli(cloreto de dialilmetilamonio) (PDC-catiônico), o poli(ácido acrílico) (PAA-aniônico), poli(ácido metacrílico) de sódio (PMAaniônico) e poli(álcool vinílico) (PVAH-não iônico/alto peso molar e PVAL-não iônico/baixo peso molar). A caracterização nanoestrutural do C-S-H e C-S-H/polímeros foi realizada através da difratometria de raios- X (a baixos ângulos), da espectroscopia de infra-vermelho (FT-IR), da microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (MEV-FEG), da microscopia eletrônica de transmissão (MET) e da nanoindentação. Os resultados obtidos permitem concluir que os polímeros de PDC, PVA e, principalmente, PAA propiciam alterações nanoestruturais no C-S-H, afetando a distância interplanar e o tipo de ligação na região de dreierketten e wollastonita. Esses resultados parecem ser fortemente influenciados pelo processo de síntese e pela arquitetura do polímero, que, somados às características de formação aleatória e irregular do C-Sx H, propiciam a intercalação parcial do polímero na nanoestrutura do CS-H. Os nanocompósitos C-S-H/polímeros apresentaram diferenças morfológicas em relação ao C-S-H, formando uma distribuição de partículas de forma mais angulosa, propiciando alteração da nanoporosidade e influenciando a redução das propriedades nanomecânicas (módulo de elasticidade e dureza). / In this study, blocks and bars with clay used in the block-producing industry of red ceramic were made in laboratories. The first part of this study deals with the chemical and mineralogical characterization of clay with techniques of X-ray fluorescence, thermal analysis, X- ray diffraction and determination of the particle size. The second part deals with the influence of the burning temperature on physical and mechanical characteristics and in microstructure. The mineralogy of ceramic blocks was evaluated by X-ray diffraction and thermal analysis with powder materials. The third part analyses the reactivity of powder ceramic materials. The methodology used for reactivity analysis was the estimate of consumption of calcium hydroxide in 28 and 98 days, according to thermalgravimetry techniques, differential thermal analysis and identification of the products generated by X-ray diffraction. Kaolinitic clay presented better results, especially when burnt at temperatures of 700 and 800 ºC, whereas illitic clay presented better performance in temperatures of 1000 ºC and 1100 ºC. Results showed that ceramic blocks may be used in mortar with lime when pulverized and the results will be better depending upon mineralogy and burning temperature.

Orientador: Elidiane Cipriano Rangel / Coorientador: Christoph Friendrich Deneke / Banca: José Roberto Ribeiro Bortoleto / Banca: Ricardo Paupitz Barbosa dos Santos / Resumo: As técnicas de microscopia de sonda Kelvin (KPFM) e de microscopia de força eletrostática (EFM) são amplamente utilizadas para analisar a distribuição do potencial de superfície, porém com pouca aplicação em nanoestruturas semicondutoras auto-organizadas embutidas em um substrato. Neste trabalho, investigamos diretamente o acúmulo de carga dentro de estruturas mesoscópicas de GaAs (MGS) [1]. As estruturas são fabricadas através do crescimento sobreposto de um modelo de nano orifícios usando epitaxia de feixe molecular. Para tal, uma combinação de desoxidação assistida por Ga e ataque químico por gotículas localizadas foram utilizadas para criar orifícios iniciais com uma profundidade de ca. 10 a 15nm, que são posteriormente cobertos com 15nm de barreira AlxGax-1As e GaAs com 1nm, 2nm, 5nm, 10nm de espessura. Microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de transmissão mostraram que a forma do orifício é preservada durante o crescimento de AlGaAs. Em seguida, esses orifícios são preenchidos com GaAs formando uma estrutura alongada sobre o buraco [1]. Investigamos o potencial de superfície local e a distribuição das cargas nestas estruturas com a técnica KPFM de passagem única. Portanto, uma voltagem AC de 5 V é aplicada a uma ponta metalizada e varremos a amostra no modo de contato intermitente. Observamos uma clara diferença de potencial na região central da estrutura, onde esperamos o furo preenchido. Então, um estudo sistemático com a técnica de KPFM mostrou a influ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Kelvin probe force microscopy and electric force microscopy techniques are widely used to analyze the distribution of the surface potential with little application to self-assembled semiconductor nanostructures embedded into a substrate. In this work, we directly investigate the charge accumulation inside mesoscopic GaAs structures [1]. The structures are fabricated by overgrowth of a nanohole template using molecular beam epitaxy. Therefore, a combination of Ga assisted deoxidation and local droplet etching is used to create initial holes with a depth of ca. 10 to 15nm, which are covered subsequently with 15nm of AlxGax-1As barrier and GaAs caps with 1nm, 2nm, 5nm, 10nm thicknesses. Atomic force microscopy and transmission electron microscopy results showed that the hole shape is preserved during the AlGaAs overgrowth. Then filled with GaAs forming an elongated mount over the hole [1]. We investigate the local potential and the charge distribution in these structures with a single pass Kelvin probe force microscopy technique. Therefore, an AC voltage of 5 V is applied to a metalized tip and scanned in tapping mode over the sample. We observed a clear potential difference in Kelvin probe force microscopy measurements in the middle of the structure, where we expect a filled hole. We systematically study by Kelvin probe force microscopy the influence on the charge accumulation when the GaAs thickness is changed, as well as the Al concentration in the AlGaAs barrier. Calculation... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:42:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296374.pdf: 8468087 bytes, checksum: a4a0c479e23d6794ef03ebf6d679b749 (MD5) / A crescente miniaturização de dispositivos eletro-eletrônicos gera uma demanda por dispositivos microrrefrigeradores de alto desempenho a fim de evitar perda de desempenho de componentes eletrônicos devido ao aumento excessivo de sua temperatura. Propomos o desenvolvimento de um microdispositivo refrigerador magnetocalórico, baseados na convicção de que seja esta a aplicação mais nobre e adequada da tecnologia magnetocalórica, uma vez que as maiores dificuldades de sua implantação em larga escala deixam simplesmente de existir: o pequeno volume do dispositivo exige quantidades irrisórias de material magnetocalórico, que são facilmente submetidas a campos de 1-2 Teslas com o uso de imãs permanentes em contato próximo. A realização do dispositivo baseia-se no uso da litografia de nanoesferas associada à eletrodeposição para gerar matrizes magnéticas porosas que formarão o corpo de um regenerador magnético ativo. Na primeira parte do trabalho estudamos, a partir de redes porosas de cobalto e permalloy, a anisotropia induzida pela nanoestruturação, sua evolução com a espessura do depósito e como a mesma afeta propriedades magnéticas extrínsecas do material, tais como campo coercivo e magnetização remanente, que estão relacionadas com perdas histeréticas que devem ser minimizadas, a fim de que a proposta seja viável. Verificamos que as perdas histeréticas diminuem com o aumento da periodicidade da rede e a espessura do depósito poroso. Ademais, verificamos que a nanestruturação reduz em 40% a energia necessária para magnetizar a rede porosa na direção perpendicular ao plano em relação a filmes compactos de mesma espessura. Portanto a geometria proposta se apresenta como uma alternativa viável, que pode ser inclusive estendida a dispositivos macroscópicos. Na segunda parte do trabalho procedemos às primeiras tentativas de eletrodeposição de Gd a partir de eletrólitos orgânicos. Os resultados mostram que a eletrodeposição de Gd é inibida pela presença de água residual presente no eletrólito. A utilização de câmaras secas anaeróbicas será essencial para a continuidade desta frente de investigação no futuro.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:05:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289236.pdf: 1058520 bytes, checksum: 495b13291ecda956ec028991ef27097f (MD5) / Materiais nanoestruturados representam um estado intermediário entre átomos, moléculas e matéria condensada, permitindo que suas propriedades sejam diferenciadas e/ou intensificadas em relação ao seu sólido estendido. Nanotubos, nanofios, nanobastões, nanofolhas e nanofitas, são exemplos de nanoestruturas que atraem considerável atenção, devido as suas propriedades físicas e químicas exclusivas, com aplicações potenciais em dispositivos eletrônicos e fotoelétricos. A síntese destas nanoestruturas, utilizando como matéria-prima o dióxido de titânio (TiO2) tem sido intensivamente investigada para aplicações em fotocatálise, a qual tem se mostrado promissora em aplicações ambientais. O objetivo principal deste trabalho foi encontrar os melhores parâmetros para a síntese hidrotérmica alcalina de nanoestruturas (em especial nanofitas), a partir de óxido de titânio, com potencial fotocatalítico, visando à inibição de crescimento da bactéria Escherichia coli, verificados após teste de difusão em ágar Muiller-Hilton. Foi inventigado também a influência de tratamentos pós-síntese na atividade fotocatalítica: dopagem com íons Ag+ e lavagem com água destilada. Conclui-se que as nanoestruturas, principalmente devido a presença de nanofitas, obtidas com os novos parâmetros propostos para a síntese hidrotérmica, com 2 M de TiO2 anatase em solução aquosa de NaOH 10 M autoclavados a 145 ± 1 ºC durante 24 horas, apresentaram alto potencial fotocatalítico na inibição do crescimento das bactérias E. coli, obtendo-se halo inibitório de 100%. Este resultado foi superior ao encontrado para o antibiótico comercial amoxicilina. A adição de íons Ag+ na região interparedes e a lavagem com água destilada alteraram a morfologia e a estrutura cristalina, diminuindo a fotoatividade. A prata mostrou-se suficiente para apresentar atividade bactericida, não necessitando de iluminação e/ou suporte catalítico. A caracterização das nanoestruturas revelou que absovem luz UV com ? < 372 nm; morfologia de nanofitas em novelos de nanoestruturas; superfíce formada pelos elementos Na, O e Ti; e com forma cristalina estrutural predominante de titanatos lamelares de sódio da família A2TinO2n+1 e A2TinO2n+1.nH2O, estes mantendo água entre as lamelas. Recomenda-se que novas pesquisas sobre as potencialidades de aplicações ambientais das nanoestruturas sintetizadas, com os parâmetros desta pesquisa, sejam realizadas. / Nanostructured materials represent an intermediate state between atoms, molecules and condensed matter, allowing their properties to be differentiated and/or strengthened in relation to its extended solid. Nanotubes, nanowires, nanorods, nanosheets and nanobelts, are examples of nanostructures that attract considerable attention due to their unique physical and chemical properties, with potential applications in electronic devices and photoelectric. The synthesis of these nanostructures, using as raw material titanium dioxide (TiO2) has been intensively investigated for applications in photocatalysis, which has shown promise in environmental applications. The main objective of this study was to find the best parameters for the alkaline hydrothermal synthesis of nanostructures (particularly nanoribbons), from titanium oxide, photocatalytic potential, aiming at inhibiting the growth of the bacterium Escherichia coli, verified after diffusion test Muille-Hilton agar. Inventigado was also the influence of post-synthesis treatments on the photocatalytic activity: doping with Ag+ and washing with distilled water. It is concluded that the nanostructures, mainly due to the presence of nanoribbons obtained with the new parameters proposed for the hydrothermal synthesis, using 2 M of TiO2 anatase in aqueous NaOH 10 M autoclaved at 145 ± 1 ° C for 24 hours exhibited a high photocatalytic potential in inhibiting the growth of the E. coli, obtaining 100% inhibition halo. This result was higher than that found for the commercial antibiotic amoxicillin. The addition of Ag+ ions in the region interparedes and washing with distilled water altered the morphology and crystal structure, decreasing the photoactivity. Silver proved to be sufficient to produce bactericidal activity and does not require lighting and / or catalytic support. The characterization of nanostructures revealed that soaked up the UV light with ? <372 nm; morphology of nanoribbons in skeins of nanostructures; surface formed by the elements Na, O and Ti, and crystalline structure with predominantly lamellar sodium titanate family and A2TinO2n+1 A2TinO2n +1.nH2O, maintaining these water between the lamellae. It is recommended that further research on the potential of environmental applications of nanostructures synthesized, with the parameters of this research has been done.

SOUZA, M. C. M. de. Imobilização de lipase de Candida Antarctica do tipo B em nanopartículas magnéticas visando a aplicação na síntese de ésteres. 2013. 87 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-13T11:59:34Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_mcmsouza.pdf: 1469686 bytes, checksum: 798b79a48c6a19203e901c8ed8b7288b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-13T17:15:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_mcmsouza.pdf: 1469686 bytes, checksum: 798b79a48c6a19203e901c8ed8b7288b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-13T17:15:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_mcmsouza.pdf: 1469686 bytes, checksum: 798b79a48c6a19203e901c8ed8b7288b (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / In this work, magnetic nanoparticles of iron (Fe3O4) (NPM) were evaluated as a support for the immobilization of lipase Candida antarctica B (CALB). The biocatalyst (CALB- NPM) was analyzed in the catalysis of esters: ethyl oleate (biodiesel), methyl and ethyl buty- rate. Magnetic nanoparticles are particularly interesting for enzyme immobilization due to their magnetic properties favoring the easy separation from the reaction mixture by use of magne- tism. The CALB enzyme is an enzyme capable of acting in various reactions, such as hydrolysis and transesterifications. However, one problem of using enzymes as homogeneous catalysts is their recovery. Thus, it is necessary to use brackets that retain the enzyme while maintaining its catalytic characteristics. Nanoparticles were produced by co-precipitation method. We de- termined the size of the nanoparticles (11 nm) using the technique of X-ray diffraction (XRD) with subsequent refining of the phases obtained by the Rietveld method. Infrared spectra were obtained for analysis of the presence of hydroxyls using KBr pellets of magnetic ferrites. The spectrum was measured in the region between 400 and 4000 cm −1. Modifications were car- ried out on the nanoparticles’ surfaces with γ-aminopropyltriethoxysilane (APTS) and glutaral- dehyde. The influence of stirring speed (20-250 rpm), enzyme load (45-200 UpNPB/gsupport), immobilization time (0.5-5 h), glutaraldehyde solution (2.5 and 25%), additive (SDS 0.23%) and reuse of the biocatalyst (six hydrolytic cycles reactions) were evaluated. The immobiliza- tion was performed in the presence of 100mMsodium bicarbonate buffer, pH 10, at 25 °C. After immobilization, CALB exhibited improved thermal and operational stabilities. The best result (Immobilization yield: 53% and immobilized enzyme activity: 29.1 UpNPB/gsupport) was obtained at 45 rpm, using 200 UpNPB/gsupport and 1h of immobilization. Furthermore, immo- bilized Calb maintained approximately 41.8 % of initial activity after five cycles of hydrolysis. The ethyl oleate production was analyzed with the best condition and compared to commercial acrylic resins (CALB immobilized). The ethyl oleate conversion was approximately 90 % for the two biocatalyst at 48 h. The consecutive reaction cycles (14) show the maintenance in the production of biodiesel. Maximum conversion of methyl butyrate (93.9 %) and ethyl butyrate (96.8 %) were achieved after 8 h of reaction at 25 °C for CALB immobilized onto magnetic nanoparticles. The consecutive reaction cycles (12) show the maintenance in the production of esters (approximately 76 % for nanoparticles and 79 % for acrylic resin). / Neste trabalho, nanopartículas magnéticas de ferro (Fe3O4) (NPM) foram avalia- das como suporte para a imobilização de lipase de Candida antarctica do tipo B (CALB). O biocatalisador (CALB-NPM) foi analisado na catálise dos ésteres: oleato de etila (biodiesel), butirato de metila e etila. Nanopartículas magnéticas são particularmente interessantes para imobilização enzimática devido as suas propriedades magnéticas favorecerem a fácil separação da mistura reacional através do uso de magnetismo. A enzima CALB é uma enzima capaz de atuar em diversas reações, como, hidrólises e transesterificações. Contudo, um dos problemas do uso de enzimas como catalisadores homogêneos é a sua recuperação. Assim, é necessário o uso de suportes que retenham a enzima, mantendo suas características catalíticas. As na- nopartículas foram produzidas pelo método de co-precipitação. Determinou-se o tamanho das nanopartículas (11 nm) através da técnica de difração de raios-X (DRX) com posterior refi- namento das fases obtidas pelo método Rietveld. Espectros de infravermelho foram obtidos para análise de presença de hidroxilas usando pastilhas de KBr das ferritas magnéticas. O espectro foi medido na região entre 400 e 4000 cm−1. Modificações foram realizadas na su- perfície das mesmas com γ-aminopropiltrietoxissilano (APTS) e glutaraldeído. No processo de imobilização, a influência da velocidade de agitação (20-250 rpm), carga enzimática (45-200 UpNPB.g−1), tempo de contato enzima-suporte (0,5-5 h), concentração de glutaraldeído (2,5 e 25 % (m/v)), aditivo dodecil sulfato de sódio (SDS 0,23 %) e reutilização do biocatalisador fo- ram avaliadas. A imobilização foi realizada na presença de 100 mM de tampão bicarbonato de sódio, pH 10, a 25 °C. Após a imobilização, a enzima imobilizada exibiu melhor estabilidade térmica e operacional do que na forma solúvel. As condições ótimas de imobilização foram: velocidade de agitação de 45 rpm, carga enzimática (80 UpNPB.g−1), tempo de imobilização de 1 h, solução de glutaraldeído (25 % (m/v)), possibilitando um rendimento de imobilização de 41,8 % e atividade enzimática do derivado de 29,1 UpNPB/g. Além disso, o biocatalisador manteve aproximadamente, 53% de atividade catalítica inicial após cinco ciclos consecutivos de reação hidrolítica. Após a imobilização, a estabilidade térmica dos derivados foi realizada a partir da reação de hidrólise com 0,01 g de CALB-NPM. atividade catalítica da enzima livre e imobilizada foi analisada a 60 °C. A produção de esteres foi realizada com o biocatalisador na melhor condição catalítica. Além das nanopartículas foram analisadas a bioconversão de esteres por resinas acrílicas comerciais (CALB imobilizada). A conversão de oleato de etila foi de aproximadamente 90% para os biocatalisadores testados. Os ciclos de reação consecutivos (14) mostram a manutenção da produção de biodiesel. A máxima conversão de buitrato de etila (96,8%) e metila (93,9%) foram obtidos após 8 h de reação a 25 °C com CALB imobilizada em nanopartículas magnéticas. Os ciclos de reação consecutivos (12) mostram a manutenção da produção dos ésteres (aproximadamente 76% para as nanopartículas e 79% para a resina acrílica).

SILVEIRA, José Valdenir da. Propriedades vibracionais de nanotubos de óxido de molibidênio. 2010. 84 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by francisco lima (admir@ufc.br) on 2014-06-30T17:58:47Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_jvdasilveira.pdf: 2675901 bytes, checksum: 064cb0dc9601e0698b06d182ab1f5083 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-08-06T18:04:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_jvdasilveira.pdf: 2675901 bytes, checksum: 064cb0dc9601e0698b06d182ab1f5083 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-06T18:04:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_jvdasilveira.pdf: 2675901 bytes, checksum: 064cb0dc9601e0698b06d182ab1f5083 (MD5) Previous issue date: 2010 / We have studied in this work the vibrational, structural and morphological properties of nanostructured Molybdenum oxide. The investigation is focused in MoO 3 nanorods and MoO 3 nanotubes. Raman spectroscopy measurements in MoO 3 nanorods revealed morphological changes in the 150 o C-350 o C temperature range. No structural phase transitions were observed thus showing the stability of the orthorhombic phase from room temperature (nanorods) up to 750 o C (bulk like phase) where large plates have been formed by the coalescence of the nanorods. This interpretation of temperature-dependent Raman data (frequency and linewidth) is supported by microscopy electronic images which clearly indicate the morphology changes. Single Walled MoO 3 nanotube were found to be very sensitive to laser power density used in the Raman spectroscopy experiments. We establish the experimental conditions for which MoO 3 nanotubes can be studied using Raman spectroscopy. By increasing the thermal treatment temperature we observed at about 220 o C that the Raman spectrum characteristic of single walled MoO 3 nanotubes changes and the new spectrum is identiØed as being originated from the MoO 3 bulk in the orthorhombic phase. Ex situ Raman measurements as a function of temperature conØrm the collapse of the nanotube structure at about 210 o C. Scanning electron microscopy images conØrm the morphology changes in the single walled molybdenum oxide (MoO 3 ) nanotubes for samples treated at diÆerent temperatures. We have showed that Raman spectroscopy is an important technique for investigative both structural and morphological changes in MoO 3 nanostructures / Estudamos nesta Dissertação as propriedades vibracionais, estruturais e morfológicas de nanoestruturas de trióxido de Molibdênio. O estudo focou em nanoestruturas com dois tipos de morfologia: nanobastões e nanotubos. Usando medidas de espalhamento Raman em nanobastões mostramos que estas nanoestruturas experimentam uma mudança de morfologia no intervalo de Temperatura de 150 ºC a 350 ºC sem ocorrer mudança de fase estrutural. A fase ortorrômbica é mantida estável desde a temperatura ambiente (nanobastões) até 650 ºC, onde temos a formação de grandes placas (tipo “bulk”) através da coalescência dos nanobastões. A interpretação dos dados Raman (frequência e largura de linha) em função da Temperatura é reforçada pelas imagens de microscopia eletrônica de varredura que revelam de forma direta as mudanças morfológicas. Os nanotubos de MoO3 mostraram-se extremamente sensíveis à potência do LASER usado no experimento Raman. Variando a Temperatura de tratamento térmico e realizando medidas in situ, nós observamos que em torno de 210 ºC os espectros Raman dos nanotubos de MoO3 de uma única camada mudam completamente e o novo espectro é identificado como sendo da fase ortorrômbica do MoO3 “bulk”. Medidas de espectroscopia Raman ex situ confirmam o colapso dos nanotubos por volta de 210 ºC. Imagens de microscopia eletrônica de varredura para amostras tratadas em diferentes temperaturas confirmam as mudanças morfológicas nos nanotubos de MoO3 de uma única camada. Mostramos que a espectroscopia Raman é uma ferramenta importante para investigar as mudanças estruturais e morfológicas das nanoestruturas de MoO3.

Carbon-dots (C-dots, pontos de carbono) ou Carbon Quantum Dots (CQDs, pontos quânticos de carbono) consistem em uma interessante classe de nanopartículas de carbono, que vêm recebendo grande atenção devido à sua combinação de propriedades como luminescência, excelente biocompatibilidade e dispersabilidade em água. C-dots são nanopartículas quase esféricas, formados por fragmentos de grafeno empilhados, com diâmetros entre 1 à 10 nm, contendo grupos funcionais na superfície. Embora exista um significativo número de estudos experimentais na literatura, ainda há uma ampla discussão sobre os detalhes estruturais destas nanopartículas e seus efeitos nas propriedades óticas apresentadas. Neste trabalho, utilizamos simulações de dinâmica molecular para explorar detalhes da estrutura atômica dos C-dots, propondo estruturas que apresentem características estruturais, morfológicas e de composição conforme observados em experimentos. Para tanto, criamos inicialmente modelos dessas nanopartículas baseados no empilhamento de fragmentos de grafeno funcionalizados nas bordas. Observou-se que após a relaxação estrutural, os fragmentos foram reorientados, levando a um alinhamento turbostrático entre camadas, com espaçamento próximo aos característicos do grafite Em seguida, calculamos a energia de adesão das camadas dos C-dots, para avaliar a estabilidade desses aglomerados, e os resultados mostram que a presença de grupos funcionais oxigenados contribui para uma melhor adesão entre as camadas. Ainda, criamos modelos semelhantes para essas nanopartículas, incluindo átomos próximos as bordas dos nanoflakes utilizando um método hibrido de MC/MD e os resultados mostram reconstrução da superfície devido a formação espontânea de ligações covalentes nas bordas com a presença de pentágonos, hexágonos e defeitos. Usamos também simulações de dinâmica molecular reativa para analisar a formação destas partículas, partindo de fragmentos resultantes da quebra de moléculas orgânicas, conforme observado experimentalmente. Estas simulações mostraram que a estrutura dos C-dots pode ser um pouco mais complexa do que as atualmente propostas, contendo outros tipos de interação entre os nanoflakes de grafeno, que podem afetar significativamente as propriedades do material. / Carbon-dots (C-dots) or Carbon Quantum Dots consist of an interesting class of carbon nanoparticles, which have received great attention due to their combination of properties such as luminescence, excellent biocompatibility and dispersibility in water. C-dots are almost spherical nanoparticles, formed by stacked graphene fragments, with diameters between 1 and 10 nm, containing functional groups on the surface. Although there is a significant number of experimental studies in the literature, there is still a wide discussion about the structural details of these nanoparticles and their effects on the presented optical properties. In this work, we use molecular dynamics simulations to explore details of the atomic structure of C-dots, which are proposed on basis of experimental characterization data available from the literature. We initially created models of these nanoparticles based on the stacking of functionalized graphene fragments at the edges. It was observed that after the structural relaxation, the fragments were reoriented, leading to a turbostratic alignment between layers, with spacing close to the characteristics of the graphite Then, we calculate the adhesion energy of the C-dots layers, to evaluate the stability of these clusters, and the results show that the presence of oxygenated functional groups contributes to a better adhesion between the layers. Furthermore, we have created similar models for these nanoparticles, including atoms near the edges of nanoflakes using a hybrid MC / MD method and the results show the spontaneous surface reconstruction due to the formation of covalent bonds at the edge with the presence of pentagons, hexagons and defects. We also used simulations of reactive molecular dynamics to analyze the initial steps for the formation of these particles, starting from fragments resulting from the breakdown of organic molecules, as observed experimentally. These simulations have shown that the structure of the C-dots may be what more complex than those currently proposed, containing other types of interaction between the graphene fragments, which can significantly affect the properties of the material.

Esse trabalho teve por finalidade preparar, pelo método solvo térmico, fotocatalisadores a base de dióxido de titânio (TiO2) puro e modificado com prata (Ag/TiO2), na forma de filmes suportados em vidro a fim de obter materiais ativos em reações de fotodegradação de atorvastatina tanto sob luz visível como sob ultravioleta. Para sintetizar esses materiais foram utilizadas diferentes combinações de solventes (etilenoglicol, água deionizada, etanol e butanol) e de precursores de titânio (isopropóxido e butóxido de titânio). Também foi avaliado o efeito do aumento da concentração de precursor de titânio da solução de síntese e do tempo de tratamento para formação dos filmes. Os materiais obtidos foram caracterizados por difratometria de raios X (DRX), espectroscopia por refletância difusa (ERD), microscopia eletrônica de varredura (MEV) com espectroscopia por energia dispersiva (EDS), hidrofobicidade e perfilometria. Os catalisadores foram testados quanto a sua atividade fotocatalítica, mostrando-se promissores na fotodegradação do fármaco atorvastatina cálcica na região do visível e do ultravioleta. A síntese, pelo método solvo térmico, levou a formação de estruturas nano e micrométricas com diferentes formas, indicando que a interação solvente-precursor exerce papel crucial na morfologia do material. A análise de DRX indicou a presença apenas da fase cristalina rutilo. As energias de band gap (Eg) mostraram-se favoráveis à fotocatálise no UV e no visível. Todos os catalisadores se mostraram ativos no UV, sendo que a reação de degradação fotocatalítica da atorvastatina com o catalisador sintetizado com o par etilenoglicol e isopropóxido de titânio mostrou o melhor resultado: 28,0 % de remoção do fármaco em 30 minutos de experimento. A presença de prata nos catalisadores foi observada tanto na forma de cloreto de prata como também de prata metálica. A impregnação de prata nos filmes de titânia levou ao aumento da remoção do fármaco em 30 minutos de reação sob luz visível de 16,5 % (amostra não dopada) para 18,3 %. (amostra com prata). / This paper aims to prepare at solvothermal route, photocatalysts based on titanium dioxide (TiO2) and modified with pure silver (Ag/TiO2), in films supported on glass, in order to obtain active materials in photodegradation reactions of atorvastatin on visible light and on ultraviolet light. To synthesize these materials different combinations of solvents (ethylene glycol, deionized water, ethanol and butanol) and precursors of titanium (titanium isopropoxide and butoxide ) were used . The effect of increasing the concentration of the titanium precursor in the synthesis solution and reaction time of film formation was also evaluated. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (ERD), scanning electron microscopy (SEM) with spectroscopy energy dispersive (EDS) , hydrophobicity and perfilometry . The catalysts were tested for their photocatalytic activity, showing to be promising in the photodegradation of atorvastatin calcium on the visible and ultraviolet radiation. The synthesis by solvothermal route led to the formation of nano and micrometric structures with different shapes, indicating that the precursor - solvent interaction plays a crucial role in the morphology of the material. XRD analysis indicated the presence of only the rutile crystalline phase . The band gap energies ( Eg ) were favorable to the photocatalysis on visible or UV. The presence of silver helped in increasing the crystallinity of the material and the photocatalytic activity in visible light.