O interesse por aplicações que utilizam efeitos de plásmons poláritons de superfície (SPP) vem crescendo, pois as ondas SPPs apresentam enorme potencial no desenvolvimento de filtros e biossensores ópticos. A sensibilidade da ressonância de plásmons em nanoestruturas permite o estudo em tempo real de variações mínimas em índice de refração, solutos e antígenos. Neste trabalho foram aplicadas técnicas de nanofabricação (litografia por feixe de elétrons e íons) para o desenvolvimento de estruturas plasmônicas e sua posterior caracterização. As estruturas foram utilizadas para verificar propriedades de absorção e fluorescência em moléculas opticamente ativas - Porfirina e Rodamina 6G. As estruturas - conjuntos de fendas e matrizes de buracos circulares com diversos períodos - foram fabricadas em um filme fino de ouro (Au) sobre substrato de vidro (Borofloat 33 - Schott), usando um feixe de íons de Gálio (FEI Quanta Quanta 3D 200i). A transmissão óptica foi estudada na região de 400nm a 900nm (VIS-NIR). Os resultados experimentais foram comparados com simulações computacionais. O estudo da absorção molecular da porfirina foi conduzido observando-se a variação na intensidade da transmissão. Ao alterar a concentração da porfirina sobre as estruturas, foi possível caracterizar a curva de absortividade ε(λ) da porfirina para concentrações entre 100 μg/ml e 500 μg/ml em quantidades mínimas de analito (20 μl). A técnica de microscopia confocal foi empregada no estudo da fluorescência da Rodamina 6G diluída num filme fino de PMMA sobre as estruturas. Ao avaliar a fluorescência da Rodamina 6G na reflexão das estruturas, observou-se o efeito de quenching devido a emissão de plásmons. Os resultados obtidos poderão ser utilizados de apoio a trabalhos futuros, desenvolvidos em plasmônica aplicada a biossensores. / The interest in applications that use the effects of surface plasmon polaritons (SPP) has been increasing. SPPs waves have an enormous potential for the construction of optical filters and biosensors. The sensitivity of plasmon resonance in nano-structures allows studying in real-time minimal variations in the refractive index, solutes and antigens. In this work, we have studied nanofabrication techniques (electron and ion beam lithography) and the characterization of plasmonic structures. Plasmonic effects were used as biosensors of absorption and fluorescence in optically active molecules - Porphyrin and Rhodamine 6G. The structures - sets of slits and arrays of circular holes with different periods - were manufactured in gold (Au) thin film on a glass substrate (Borofloat 33 - Schott) using a galium ion beam equipment (FIB FEI Quanta Quanta 3D 200i). Optical transmission was studied in the region of 400 nm to 900 nm (VIS-NIR). The characterization of structures was realized used the Ocean Optics USB-2000 spectrometer. The experimental results were compared to computer simulations. The study of molecular absorption of porphyrin was conducted by observing the variation in intensity of transmission. By changing the porphyrin concentration in the structures, it was possible to characterize the porphyrin absorptivity curve ε(λ) in concentrations between 100 μg/ml and 500 μg/ml in minimum amounts of analyte (20 μl). Confocal microscopy was used to study the fluorescence of Rhodamine 6G on plasmonic structures. The plasmon quenching effect was observed in the evaluation of the fluorescence of Rhodamine 6G in the reflection of the structures. The results will support future works linking plasmonics and biosensors.

Osteosarcoma is the most common type of primary malignant bone tumors, affecting mostly children, adolescents and young adults. The standard treatment used in osteosarcomas, is done through the application of a neoadjuvant chemotherapeutic agent followed by surgical resection. Due to the low sensitivity of osteosarcoma to ionizing radiation, this treatment is not used very often and can be recommended only for post-surgical treatment. Considering the difficulties with these treatments, there is an emerging need to find new therapies for this tumor type. The nanostructured systems acting as radioisotopes carriers have promising potential in the treatment of osteosarcoma, allowing more selective employment of radiation on tumor cells and enhancing the radiosensitivity of tumors because they can maintain a higher proximity between the radioisotope and tumor cells. In the present work, it was prepared a hybrid system consisting of mesoporous hydroxyapatite nanoparticles functionalized with collagen and poly (alcohol vinyl), the incorporation of the elements yttrium and gadolinium was promoted and the anti-tumor activity of these systems on the lineage of T89, human cells of glioblastoma, was evaluated. Hydroxyapatite samples were synthesized by five different routes and characterized by the techniques of X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), gas adsorption and transmission electron microscopy (TEM), and the results of these analyzes indicated the formation of carbonated hydroxyapatite mesoporous nanoparticles in single phase by three routes. The sample synthesized by Route 3c, due to the largest surface area and pore volume, was chosen to be submitted to the functionalization process with PVA and collagen. The functionalized samples were characterized by the techniques of XRD, FTIR, gas adsorption , CHN elemental analysis , scanning electron microscopy (SEM) and photon correlation spectroscopy, and these analyzes indicated that the functionalization process was successful. The potential for incorporation and release kinetics of yttrium and gadolinium to functionalized samples were studied with stable isotope of this element by the technique of atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-AES) revealing a potential merger of 44% and 100% for yttrium and gadolinium respectively and low isotope release kinetics for both systems, qualifying the material for neutron activation analysis and for in vitro cytotoxicity. Biological tests indicated qualitatively that the materials have a potential for the proposal of this work. / O osteossarcoma é o tipo mais comum entre os tumores ósseos malignos primários, atingindo principalmente crianças, adolescentes e adultos jovens. O tratamento padrão empregado em osteossarcomas, é feito através da aplicação de um agente neoadjuvante quimioterápico seguido de ressecção cirúrgica. Devido à baixa sensibilidade dos osteossarcomas à radiação ionizante, este tipo de tratamento não é utilizado com muita frequência, podendo ser recomendado apenas para o tratamento pós-cirúrgico. Considerando esta dificuldade e as limitações impostas, existe uma necessidade emergente para encontrar novas alternativas terapêuticas para esse tipo de tumor. Os sistemas nanoestruturados carreadores de radioisótopos apresentam um potencial promissor para o tratamento dos osteossarcomas, permitindo o emprego mais seletivo das radiações em células tumorais e podendo aumentar a radiossensibilidade desses tumores devido à proximidade que podem manter entre os radioisótopos e as células tumorais. No presente trabalho, foi preparado um sistema híbrido constituído por nanopartículas mesoporosas de hidroxiapatita funcionalizadas com colágeno e álcool polinivílico contendo os radioisótopos ítrio-90 e gadolinio-159 para avaliar a atividade anti-tumoral desse sistema sobre a linhagem de células T98 de fibroblasto humano. As amostras de hidroxiapatita foram sintetizadas por cinco rotas distintas e caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), adsorção de gases e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados dessas análises indicaram a formação de nanopartículas de hidroxiapatita carbonatada de fase única e mesoporosas em quatro das cinco rotas. A amostra sintetizada pela rota 3c, por ter apresentado a maior área superficial e volume de poros, foi escolhida para ser submetida ao processo de funcionalização com PVA e colágeno. As amostras funcionalizadas foram caracterizadas pelas técnicas de DRX, FTIR, adsorção de gases, análise elementar CHN, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de correlação de fótons, que indicaram que o processo de funcionalização foi bem sucedido. O potencial de incorporação e a cinética de liberação de ítrio e gadolínio em relação à amostra funcionalizada foram estudados com os isótopos estáveis desses elementos pela técnica de espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-AES) que revelou um potencial de incorporação de 44% e 100% para o ítrio e gadolínio, respectivamente, e baixa cinética de liberação dos isótopos para os dois sistemas, credenciando o material para a ativação neutrônica e para os estudos citotoxidade in vitro. Os testes biológicos indicaram qualitativamente que os materiais possuem um potencial para a proposta desse trabalho.

O objetivo deste trabalho in vitro foi avaliar a influência de diferentes concentrações de nanoestruturas de TiO2 funcionalizadas e não-funcionalizados nas propriedades de uma resina experimental. Nanotubos e nanopartículas de TiO2 foram sintetizadas e funcionalizadas utilizando o silano 3-(aminopropil) trietoxisilano (APTMS) e o 3-(trimetoxisilil)propil metacrilato (TSMPM). As nanoestruturas de TiO2 foram caracterizadas através de difratometria de raios X, EDS, potencial Zeta, MEV e MET. Foi preparada uma resina experimental contendo BisGMA/TEGDMA e foram divididos de acordo com a nanoestrutura de TiO2 (nanotubo e nanopartícula), concentração (0,3% e 0,9%) e funcionalização (APTMS e TMSPM). Noventa e um discos de resina foram confeccionados (n=7) e fotoativados (1000 mW/cm2). O Grau de conversão (GC) foi avaliado imediatamante e após 24 horas e a microdureza Knoop (KHN) foi avaliada após 7 dias e após imersão em etanol 100% para análise de densidade de ligações cruzadas. Os testes foram submetidos à análise estatística através de ANOVA a um critério com medidas repetidas e Tukey (=0,05). Para o grau de conversão, houve diferença significante entre as resinas (p < 0.001) e o tempo (p < 0.001). Para a KHN, houve diferenças estatísticas entre as resinas (p < 0.001), após imersão no álcool (p < 0.001) e houve interação entre as variáveis (p < 0.001). Os maiores valores de GC foram encontrados no período de 24 horas para os grupos com nanotubos de TiO2 na concentração de 0,3% funcionalizados com TMSPM. Resultados satisfatórios também foram encontrados para nanopartículas de TiO2 na concentração de 0,9%. Os mesmos resultados também foram observados para a dureza após imersão em etanol. Pode-se concluir que as nanoestruturas de TiO2 possuem diferentes características e podem interferir diretamente nas propriedades da resina avaliada. / The aim of this in vitro study was to evaluate the influence of different concentrations of functionalized and non-functionalized TiO2 nanostructures on the properties of an experimental resin. TiO2 nanotubes and nanoparticles were synthesized and functionalized by 3- (aminopropyl)triethoxysilane (APTMS) and 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TSMPM). TiO2 nanostructures were characterized by x-ray diffractometer, EDS, zeta potential, SEM, and TEM. Bis-GMA/TEGDMA resin mixtures were prepared and divided according to TiO2 nanostructure (nanotube and nanoparticle), concentration (0.3 and 0.9%), and functionalization (APTMS and TSMPM). Ninety-one resin discs were made (n = 7) and photoactivated (1000 mW/cm2). The degree of conversion (DC) was evaluated immediately and after 24 hours, and Knoop hardness (KHN) was evaluated after 7 days and after immersion in 100% ethanol for analysis of crosslink density. Data were analyzed with one-way repeated measures ANOVA and Tukey\'s HSD ( = 0.05). For DC, there was a significant difference between resins (p < 0.001) and times (p < 0.001). For KHN, significant differences were found between resins (p < 0.001) and between before and after immersion in alcohol (p < 0.001). The resin × hardness interaction was significant (p < 0.001). The highest values of DC were found at 24 hours for the groups with 0.3% TiO2 nanotubes functionalized with TSMPM. The same results were also observed for hardness after immersion in ethanol. We conclude that TiO2 nanostructures have different characteristics and can directly interfere with the properties of the resin.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-16Bitstream added on 2014-06-13T18:31:05Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_rf_me_bauru.pdf: 1604676 bytes, checksum: cf097268a1496e0fea9d04066fefdcca (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho, investigou-se a fabricação e caracterização de filmes ultrafinos de poli(alilamina hidroclorada) PAH com as enzimas glicose oxidase (GOx) e invertase (INV) no desenvolvimento de biossensores amperométricos para a detecção de glicose e sacarose. Filmes nanoestruturados obtidos pela técnica layer-by-layer (LbL) possibilitaram estudar a imobilização de cada enzima juntamente com o polieletrólito, além de diversas arquiteturas bienzimáticas mais complexas, em eletrodos modificados com Azul da Prússia, no desenvolvimento do biossensor. O crescimento dos filmes produzidos foi acompanhado por técnicas de espectroscopia UV-vis e fluorescência; além de técnicas eletroquímicas de voltametria cíclica e amperometria na avaliação das propriedades e resposta do biossensor. Por fim, investigou-se o aprimoramento do biossensor e análises qualitativas preliminares na avaliação de bebidas comerciais / In this work, we investigated the fabrication and characterization of ultrathin films of poly(allylamine hydrochloride) PAH and the enzymes glucose oxidase (GOx) and invertase (INV) in the development of amperometric biosensors for glucose and sucrose detection. Nanostructured films obtained by layer-by-layer (LbL) technique were able to study the immobilization of each enzyme coupled with the polyelectrolyte, beyond different and more complex bienzimatic architectures, in Prussian Blue modified electrodes, for the biosensor development. The films’ growth was monitored by fluorescence and UV-vis spectroscopic techniques; moreover electrochemical techniques such as cyclic voltammetry and amperometry were used on the evaluation of biosensor properties and response. At last, we investigated the biosensor improvement and qualitative initial analysis on the evaluation of commercial beverages

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T12:47:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274313.pdf: 7048310 bytes, checksum: 67e60e2c39a101be656d814b322d35ee (MD5) / Neste trabalho apresentamos o processo de nanoestruturação por máscara híbrida, que permite a fabricação de redes ordenadas de esferas metálicas a partir de um molde polimérico. As máscaras híbridas são formadas em substratos de silício, por spin-coating de uma solução contendo esferas de sílica monodispersas num solvente polimérico fotossensível, posteriormente submetido a um processo de cura por radiação ultravioleta (fotopolimerização). Todas as esferas utilizadas para a fabricação das máscaras foram sintetizadas no próprio laboratório, com o domínio do processo de síntese de esferas submicrométricas de sílica monodispersas para diversos diâmetros. Obtidas as máscaras, dois caminhos poderão ser seguidos: remoção do polímero através de plasma de oxigênio ou remoção seletiva das esferas de sílica por corrosão química. No segundo caso, após a remoção das esferas, obtemos um polímero microporoso que posteriormente pode ser preenchido com o metal de interesse via eletrodeposição. Após a retirada do molde polimérico observamos que os depósitos adquirem um espaçamento e periodicidade semelhante àquele que as esferas de sílica possuíam enquanto envoltas pelo polímero. O domínio da técnica de fabricação de redes metálicas ordenadas ainda é inédito no país e abre um imenso potencial para o estudo de propriedades fotônicas, spintrônicas ou catalíticas, além de possibilitar o desenvolvimento de sensores e dispositivos. Mesmo que a qualidade dos depósitos metálicos tenha ficado aquém de nossas expectativas, resultados preliminares referentes a seu ordenamento revelam estratégias que poderão ser adotadas em trabalhos futuros.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T05:11:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284783.pdf: 1680091 bytes, checksum: 636a65d2bae3e9e3331afc635d497260 (MD5) / Esta dissertação descreve a fabricação, caracterização e possíveis aplicações de filmes automontados contendo grupos azocorante. Estes grupos têm sido estudados devido a possibilidade de aplicação em armazenamento óptico, sensores, etc... O fator predominante destes grupos é a possibilidade de orientação molecular induzida por luz, através do processo de fotoisomerização reversível tran-cis-trans do grupo azo. Neste trabalho foram produzidos filmes automontados de Poli (alilamina hidroclorada) com os azocorantes, vermelho do congo e amarelo brilhante em lâminas de vidro e no interior de fibras ópticas microestruturadas. O crescimento dos filmes foi monitorado através de medidas de espectroscopia UV-VIS, a morfologia e espessura dos filmes nos substratos planos foram analisadas com um microscópio de força atômica (AFM) e nas fibras óticas a partir da técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Estes filmes foram posteriormente utilizados como superfícies para alinhamento de cristais líquidos. Neste estudo foi variada a densidade de energia utilizada no fotoalinhamento dos grupos azo, que por sua vez alinham as moléculas de cristal líquido pela afinidade molecular. Estas superfícies se mostraram bastantes eficientes nesta tarefa, apresentado energias de ancoramento intensas, o que possibilitou a elaboração de display de cristal líquido. Também foi realizado um estudo do efeito de competição no alinhamento de cristal líquido entre dois potenciais de alinhamento distintos induzidos na mesma superfície, porém em direções distintas. Com relação as fibras microestruturadas, demonstramos que esta técnica pode ser muito útil na elaboração de sensores ópticos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2007 / Made available in DSpace on 2012-10-23T01:42:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266788.pdf: 5769336 bytes, checksum: 71dfbf5b9adfae95758152e22dd7f3da (MD5) / Este trabalho introduz uma nova técnica de nanoestruturação de materiais baseado em litografia de nanoesferas, que permite a eletrodeposição, em silício, de redes ordenadas de esferas, usando moldes secundários de polipirrol. Embora a viabilidade da técnica já tivesse sido demonstrada para uso em substratos metálicos, foi necessário adaptá-la aos propósitos do grupo, que se utiliza de substratos semicondutores visando a caracterização das propriedades de transporte em nanoestruturas magnéticas. Foi desenvolvida uma metodologia original baseada em spin-coating com confinamento hidrofóbico, que garante a produção de máscaras coloidais de uma ou duas camadas, em grandes áreas e com espessura homogênea. Desenvolveu-se, também, um método de monitoramento da qualidade das máscaras produzidas, que pode ser realizado, in loco e rotineiramente, com o uso de um microscópio ótico. Demonstrou-se que a melhor rota de fabricação envolve o uso de substratos de silício tipo-n, sobre o qual constrói-se a rede de PPy/Cl por fotoeletrooxidação. Verificou-se que a eficiência do processo de polimerização gira em torno de 70% e que a matriz coloidal de poliestireno atua como catalisadora do processo de polimerização, induzindo um crescimento conformacional do pirrol sobre as esferas coloidais. Resultados preliminares de preenchimento do molde secundário por eletrodeposição de cobalto demonstram que esse método se aplica à fabricação de estruturas ordenadas metálicas em silício e sugerem estratégias de otimização do processo para trabalhos futuros.

Orientador: Alexys Bruno Alfonso / Co-orientador: Roger Adrian Lewis / Banca: Jeverson Teodoro Arantes Junior / Banca: Guo-Qiang Hai / Banca: Andre Luiz Malvezzi / Banca: Edson Sardella / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: São calculados e analisados os estados estacionários de elétrons ligados a impurezas em materiais semicondutores e nanoestruturas. Os estados eletrônicos são descritos mediante a aproximação de massa efetiva. A equação de massa efetiva é resolvida numérica e computacionalmente, combinando o uso do método variacional e do método de diferenças finitas. Os cálculos referem-se a uma impureza doadora rasa nos seguintes sistemas: (1) um ponto quântico esférico sob campos magnéticos e elétrico, incluindo a estrutura CdSe/ZuS/CdSe/SiO2; (2) um poço quântico ultrafino sob campo magnético, focando os estados ligados de dois elétrons e (3) silício sob campo magnético. Os resultados são comparados com os de outros trabalhos téoricos disponíveis na literatura e com dados experimentais recentes. Os elementos de matriz necessários no cálculo variacional e as condições de fronteira utilizadas no método de diferenças finitas são apresentados de forma detalhada / Abstract: The bound eletronic states of impurities in different systems based on semiconductor materials are calculated and analyzed. The electronic states are described by using the effective-mass approximation. The effective-mass equation is solved by numerical and computacional techniques, combining variational approaches and the finite-difference method. The calculations are performed for a shallow-donor impurity in the following systems: (1) a spherical quantum dot under electric and magnetic fileds, including the structure CdSe/ZnS/CdSe/SiO2; (2) an ultra-thin quantum well subject to a magnetic field, focusing the bound states of two electrons and (3) silicon under a magnetic field. The results are compared with those in theoretical works available in the literature and with recent experimental data. The matrix elements required in the variational calculations and the bondary conditions used in the finite-difference sheme are given / Doutor

Orientador: Paulo Noronha Lisboa Filho / Banca: Elidiane Cipriano Rangel / Banca: Fabio de Lima Leite / Banca: Kamila Rosamilia Kantovitz / Banca: Ana Rosa Lopes Pereira Ribeiro / Resumo: O dióxido de titânio (TiO2) tem sido sugerido como um material promissor em diversas aplicações, destacando-se aquelas em conversão de energia solar, aplicações ambientais, como fotocatalizadores, além da utilização como biomaterial, principalmente por ser um óxido de baico custo, quimicamente estável e apresentar propriedades antibacterecidas. Nanoestruturas de TiO2 vêm ampliando ainda mais seu campo de aplicação, especialmente quando o tamanho das partículas são menores do que 50 nm. A fotoatividade única das nanopartículas de TiO2 e suas propriedades mecânicas superiores quando comparadas à sua forma em bulk, torna-as um dos aditivos ideais para melhorar o desempenho dos materiais poliméricos. Neste trabalho, nanotubos de TiO2 e TiO2 contendo diferentes concentrações de cério, foram obtidos por síntese alcalina seguida de sucessivas lavagens em meio ácido e água, com diferentes valores de pH final da solução. Os nanotubos obtidos foram caracterizados morfologicamente e estruturalmente e então utilizados como aditivos em uma resina composta fotoativada, nas concentrações de 0,1, 0,3 e 0,6% em peso, a fim de melhorar as propriedades mecânicas de dureza e módulo de elasticidade da resina, bem como aumentar o valor de grau de conversão e assim obter um compósito melhorado para aplicações odontológicas. Os resultados mostram que os nanotubos sintetizados, mesmo com diferentes composições químicas, apresentam diâmetro médio de 10 nm. Foi possível identificar duas formas de crescimento desses nanotubos, uma a partir do enrolamento de folhas, formadas durante o tratamento alcalino do material de partida, e outra a partir do crescimento de monocristais de TiO2. A diferença nos valores de pH final da síntese mostrou ser um fator importante para a determinação da fase cristalina obtida, em que valores de pH 4 levaram a formação exclusivamente da fase TiO2 anatase, enquanto valores de pH igual a 7... / Abstract: Titanium dioxide (TiO2) has been suggested as a promising material in several applications, especially those solar energy conversion, environmental applications, as photocatalysts, besides being used as biomaterial, mainly because it is a low-cost oxide, chemically stable and by present antibacterial properties. TiO2 nanostructures comes further increasing its field of application, especially when the size of the particles are smaller than 50 nm. The unique photoactivity of TiO2 nanoparticles and their superior mechanical properties when compared to its shape in bulk, makes it ideal as an additive to improve the performance of polymeric materials. In this work, TiO2 nanotubes and nanotubes of TiO2 with different cerium concentrations were obtained by alkaline synthesis followed by successive washes in acide and water, with different final pH values of the solution. The nanotubes obtained were morphologically and structurally characterized and then used as additives in a photopolymerized composite resin, at concentrations of 0.1, 0.3 and 0.6% by weight in order to improve the mechanical properties of hardness and elastic modulus of thet resin and increase the degree of conversion and thereby obtain an improved composite for dental applications. The results show that the show that the synthesized nanotubes, even of different chemical compositions, have an average diameter of 10 nm. It was possibe to identify two differnte growth types for these nanotubes, one from to sheets winding formed during the alkali treatment of starting material and other from to growth of TiO2 single crystals. The difference in final pH values synthesis shown to be an important factor for the determination of the crystal phase obtained, wherein pH values of 4 led to the formation of TiO2 anatase phase only, while pH values exceeding 7 favored the coesistence of TiO2 anatase phase and hydrogen titanate. When incorporated into the resin, the nanotubes acted as a... / Doutor

Orientador: Antonio Riul Junior / Co-orientador: Douglas Soares Galvão / Banca: Alexys Bruno Alfonso / Banca: Paulo Noronha Lisboa Filho / Banca: Augusto Batagin Neto / Banca: Cristiano Woellner / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Estudamos a nanoestruturação de uma nanofolha de óxido de grafeno reduzido "envelopada" com o polímero poliesetireno sulfonado de sódio (GPSS) através de simulação computacional. Demos um primeiro passo no estudo sobre a formação das nanfolhas de GPSS, poi futuramente pretendemos estudar filmes automontados de GPSS depositados sobre uma membrana de Nafion". A motivação é melhor compreensão do mecanismo de redução da passagem de metanol e aumento da condução de íons H+ observada experimentalmente em uma célula combustível de metanol direto realizado pela Dra. Celina Miyazaki (POSMAT/UNESP). Neste trabalho, realizamos a simulação de uma nanofolha de óxido de grafeno reduzido (rGO) que se aproximasse o máximo possível daquela obtida experimentalmente, contendo defeitos (vacâncias) e os grupos químicos hidroxila, epóxido, carboxila e carbonila, resultantes da síntese química. Adicionalmente, verificamos como o rGO fica "envelopado" pelo polímero PSS, mesmo na presença de água, ocorrendo isso principalmente devido à atração eletrostática entre os oxigêncios presentes no PSS com os hidrogênios pertencentes aos grupos hidroxila e carboxila da nanofolhas de rGO. Observou-se que esse "envelopamento" é favorecido pela presença de água. Essas observações corroboram com os resultados experimentais / Abstract: We studied the nanostructuration of reduced graphene oxide nanoplatelets wapped by the polymer poly (sodium4 styrenesulfonate) (GPSS), using compational simulation. A first step was taken for the study about formation of GPSS nanoplatelets, using coputational simulation, as we intend to study in a near future a self-assembled film of GPSS deposited onto Nafion® membranes. The motivation is a better comprehension of the blocking barrier mechanism to the passage of methanol and increasing the H+ ions conductivity observed experimentally in a direct methanol fuel cell setup made by Dra Celina M. Miyazaki (POSMAT, UNESP). We have made here the simulation of a reduced graphene oxide (rGO) nanoplatelet closer to that obtained experimentally, having defects (vacancies) and hydroxyl, epoxy, carboxyl and carbonyl chemical groups, resultant from the chemical synthesis. In addition, it was verified how rGO is surrounded by the PSS polymer, even in the presence of water, putting the system as close as possible to the experimental condition. The "enveloping" of rGO by PSS happened mainly by elestrostatic attraction between oxygen atoms present in PSS with hydrogen atoms present at hydroxyl and carbonyl groups in rGO, and it was favored by the presence of water. These observations are corroborated by the experimental results / Doutor