Neste trabalho, foi investigada a síntese via sol-gel de zircônia nanoestruturada, com o objetivo de relacionar a influência dos parâmetros processuais com tipo e tamanho de fases formadas. Foi utilizado como precursor o n-propóxido de zircônio, e variando-se parâmetros como pH (usando HNO3, CH3COOH e NH4OH), solvente (etanol e n-propanol), temperatura de síntese e tempo e temperatura de tratamento térmico. Os tamanhos de partícula e a polidispersão das dispersões coloidais foram determinadas in situ usando espalhamento dinâmico de luz. Em meio acético, a maior parte da população encontra-se abaixo de 100 nm. Com a introdução de NaCl, o tamanho máximo de partícula alcançou 71 nm. Para outros meios reacionais (HNO3 e na ausência de ácido ou base), o maior tamanho de partícula ficou na ordem de micrômetro. Após a evaporação do solvente, os pós foram tratados termicamente a distintas temperaturas até 800°C por até 12 h, e então caracterizados por difração de raios X (DRX), análises térmicas (ATD/ATG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman. Determinou-se a área superficial, pelo método BET, e a granulometria, por dispersão de laser. A estrutura da zircônia sintetizada se mostrou amorfa para tratamentos térmicos até 400°C. As análises térmicas apresentaram curvas muito semelhantes: ~40 e ~200ºC, considerável perda de massa pela desidratação, e um pico endotérmico devido à liberação de voláteis. A 450ºC observou-se um pico exotérmico e perda de massa devido à condensação. Um novo pico exotérmico sem perda de massa foi atribuído à transformação t®m, confirmada por DRX, seguida de queda na curva ATD devido supostamente à sinterização das partículas. A perda de água e a presença da ligação zircônio e oxigênio (Zr–O) foram confirmadas por FTIR. Com o aumento da temperatura de tratamento térmico, as bandas relacionadas à perda de água diminuíram e desapareceram, sugerindo a reação de condensação Zr(OH)4 ® ZrO2 + 2H2O. O tamanho de cristalito, estimado por TEM e DRX (método single-line) variou significativamente de acordo com o meio reacional empregado e tratamento térmico. Em meio acético, a 400 e 500°C, foram obtidos cristalitos na fase tetragonal, de 7,6 a 11,6 nm, respectivamente. Em meio nítrico, nas mesmas temperaturas, foi obtida a fase monoclínica, com cristalitos de 28 a 31 nm. A faixa de maior freqüência para os tamanhos de cristalito foi entre 35,1 e 40 nm, para todas as condições investigadas. Os resultados de área superficial específica mostraram que dependendo do meio ocorreram variações de 74 a 126 m2 g-1 e a curva de distribuição de diâmetro de poros mostrou que os pós devem apresentar mesoporos menores que 4 nm. Estas características potencializam os pós de ZrO2 sintetizados para aplicações tais como, na fabricação de membranas cerâmicas para processos de ultrafiltração. / In this study the synthesis of nanostructured zirconia via sol-gel was investigated, with the aim of relating the influence of the processing parameters with the type and size of the phases. Zirconium n-propoxide was used as the precursor and several parameters were investigated, such as pH (using HNO3, CH3COOH and NH4OH), solvent (ethanol and npropanol), synthesis temperature and thermal treatment time and temperature. The particle sizes and the polydispersion of colloidal dispersions were determined in situ using dynamic light scatting. In acetic medium, most of the population was found to be below 100 nm. With the introduction of NaCl, the maximum particle size reached 71 nm. For other reaction media (HNO3 and without acid or base), the largest particle size was in the order of micrometers. After evaporation of the solvent, the powders were thermally treated at distinct temperatures up to 800°C for up to 12 h, and then characterized by X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TDA/TGA), scanning electronic microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy. The surface area was determined by the BET method, and the granulometry, by laser dispersion. The structure of the zirconia synthesized was shown to be amorphous for thermal treatments up to 400°C.The thermal analysis showed very similar curves: ~40 and ~200ºC, considerable mass loss by dehydration and an endothermic peak due to the release of volatiles. At 450ºC, an exothermic peak and mass loss by condensation reaction were observed. A new exothermic peak without mass loss was attributed to the t®m transformation, confirmed by XRD, followed by a drop in the DTA curve presumably due to sinterization of the particles. The water loss and the presence of a zirconium-oxygen bond (Zr–O) were confirmed by FTIR. With the increase in the thermal treatment temperature, the bands relating to water loss decreased and disappeared, suggesting the condensation reaction Zr(OH)4® ZrO2 + 2H2O. The crystalline size, estimated by TEM and XRD (singleline method) varied significantly according to the reaction medium and thermal treatment employed. In acetic medium, at 400 and 500°C, crystallites in the tetragonal phase of 7.6 to 11.6 nm were obtained, respectively. In nitric acid medium, at the same temperatures, the monoclinic phase was obtained, with crystallites of 28 to 31 nm. The greatest frequency range for the crystallite size was between 35.1 and 40 nm, for all of the conditions investigated. The results of specific surface area varied between 74 to 126 m2 g-1. The curve of distribution of pores in diameter showed that the powders should submit mesoporos smaller than 4 nm. These features indicate that the sintetized zirconia powders can be potentially used to obtain ceramic membranes for ultrafiltration processes.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-02-25T17:28:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação versão correta_Erika Trindade.pdf: 2153375 bytes, checksum: 27828150a490aba6be042d8498b9068e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-25T17:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação versão correta_Erika Trindade.pdf: 2153375 bytes, checksum: 27828150a490aba6be042d8498b9068e (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / FACEPE / A infecção com o Vírus da Hepatite B (HBV) é uma das principais causas de morbidade e mortalidade em todo o mundo. Estima-se que 350 milhões de pessoas no mundo têm infecção crônica pelo HBV, o que representa aproximadamente 5% da população mundial. Levando-se em conta que a transmissão do HBV ocorre principalmente pelas vias parenteral e sexual, bolsas de sangue devem ser rigorosamente controladas. Um teste rápido antes da doação para identificar o marcador do HBV é desejável para reduzir os custos com o descarte desnecessário de bolsas de sangue. Atualmente, os anticorpos produzidos contra os antígenos do core do vírus da hepatite B (anti-HBc IgG) têm sido relatados como o marcador mais prevalente para o HBV devido a persistir por toda a vida e indicam infecção passada. Imunossensores são dispositivos analíticos que utilizam antígenos ou anticorpos e um transdutor para detecção rápida e quantificação de analitos e também podem ser portáteis. Diferentes tipos de transdutores para imunossensores são utilizados, tais como eletroquímico, óptico e piezoeléctrico. As técnicas eletroquímicas têm como princípio básico a detecção de espécies eletroativas presentes no processo de interação do elemento biológico com o transdutor. Transdutores eletroquímicos amperométricos estão entre os mais utilizados, devido à sua facilidade para portabilização. Os nanomateriais e os polímeros funcionalizados têm atraído grande interesse no desenvolvimento de matrizes de imobilização para biossensores devido a proporcionarem maior estabilidade e maior área para ancoramento de biomoléculas. Quando os nanotubos de carbono carboxilados são associados com politiramina, eles formam ligações amida que permitem que esta superfície seja muito mais estável, aumentando a precisão analítica. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um imunossensor para detecção do anti-HBc através da imobilização do antígeno do HBc (HBcAg) em um eletrodo de ouro nanoestruturado formado por nanotubos de carbono carboxilados e politiramina. As modificações no eletrodo foram acompanhadas por voltametria cíclica e voltametria de onda quadrada. Foi obtida uma matriz estável, com processo de interação reversível e com possibilidade de portabilização. A faixa linear de resposta foi de 1,0 a 5,0 ng/mL, com limite inferior de detecção de 0,1ng/mL, mostrando grande sensibilidade para o anticorpo. Para uso clínico, o protótipo precisa ser validado em mais amostras sorológicas. / Infection with Hepatitis B Virus (HBV) is a major cause of morbidity and mortality worldwide. An estimated 350 million people have chronic HBV infection, which represents approximately 5% of the world population. Taking into account that transmission of HBV occurs mostly by via parenteral and sexual, blood bags should be tightly controlled. A quick test before donating to identify the marker of HBV is desirable to reduce unnecessary costs to dispose of blood bags. Currently, antibodies against the core antigen of hepatitis B (anti-HBc IgG) have been reported as the most prevalent marker for HBV virus due to persist throughout life, indicating past infection. Immunosensors are analytical devices that use antigens or antibodies, and a transducer for rapid detection and quantification of analytes and can also be portable. Different types of transducers for immunosensors are used, such as electrochemical, optical and piezoelectric. Electrochemical techniques have as basic principle the detection of electroactive species present in the interaction process of the biological element with the transducer. Amperometric electrochemical transducers are among the most widely used due to be easily portabilized. And nanomaterials functionalized polymers have attracted great interest in the development of immobilization matrices for biosensors owing to provide greater stability and larger area for biomolecule anchoring. When the carboxylated carbon nanotubes are associated with polytyramine they form amide bonds that allow the surface to be much more stable, enhancing the analytical precision. This work aimed at the development of an immunosensor for the detection of anti-HBc by immobilizing the HBc antigen (HBcAg) in a nanostructured gold electrode formed by carboxylated carbon nanotubes and polytyramine. The changes in the electrode were followed by cyclic voltammetry and square wave voltammetry. A stable matrix was obtained, with reversible interaction process and the possibility of portabilization. The linear response range was 1.0 to 5.0 ng/ml, with a lower detection limit of 0.1 ng/mL, showing great sensitivity to the antibody. For clinical use, the prototype must be validated in more serum samples.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2685_1.pdf: 6194734 bytes, checksum: 90f3305ffa5638cf306663c2dc9a3234 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Nanocascas de ouro consistem de um núcleo dielétrico coberto por uma camada de ouro. Através do ajuste da razão entre o raio do núcleo e a espessura da cascas a ressonância de plasmon pode ser sintonizada através das regiões visível e infravermelho do espectro. Embora as propriedades ópticas lineares das nanocascas metálicas sejam bem compreendidas, as propriedades ópticas não lineares ainda não estão completamente estudadas. Esta dissertação faz um estudo das propriedades ópticas não lineares das nanocascas de ouro. No capitulo II, será feita uma discussão para a compreensão da resposta eletromagnética das cascas e, portanto obtem-se entendimento sobre a sintonização da ressonância de plasmon em nanocascas metálicas. Nos capítulos III e IV é feita uma descrição da síntese e das medidas baseadas no método da varredura Z realizadas para determinação da não linearidade de colóides com nanocascas de ouro. Na síntese das nanocascas de ouro são empregados vários métodos, mas em todos os casos o caroço é constituído de nanopartícula de sílica sintetizada pelo método de Stöber. Em seguida, à síntese do caroço, um aminosilano é funcionalizado na superfície da sílica para servir de ligante entre o caroço e a casca. Posteriormente pequenas nanopartículas de ouro são sintetizadas e implantadas na sílica funcionalizada, servindo como sítios de crescimento para as nanocascas de ouro. O crescimento é proporcionado a partir da adição de uma solução de íons de ouro. Neste trabalho a rota de síntese tradicional sofreu algumas modificações. Por exemplo, a superfície da nanopartícula de sílica foi sintetizada utilizando uma via orgânica para evitar a formação de agregados. Pequenas partículas de ouro foram sintetizadas à temperatura ambiente e estabilizadas com um polímero para promover o tamanho e forma desejados. O estudo das propriedades não lineares foi realizado através da técnica de varredura z utilizando um laser que opera no comprimento de onda de 1560 nm emitindo pulsos de 60 fs com alta taxa de repetição (60 MHz). Devido à grande absorção da água neste comprimento de onda o hospedeiro das nanocascas foi trocado para o clorofórmio. Um modulador de intensidade foi inserido ao sistema a fim de diminuir ainda mais os efeitos térmicos. O índice de refração não linear (n2) obtido foi i  6,00 1014 cm2 /W . O módulo deste valor é aproximadamente uma ordem de grandeza maior que o dissulfeto de carbono (líquido dereferência). Este fato mostra que as nanocascas tem alta não lineariedade e portanto são boas candidatas para a fabricação de dispositivos ópticos não lineares

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5738_1.pdf: 4090287 bytes, checksum: 69ee8078428761702e0ffb0a96beb37e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Nanopartículas de prata são empregadas com freqüência na Biomedicina em biossensores, técnicas de diagnóstico preventivo, melhoras na aquisição de imagens e como agentes terapêuticos. Muitas vezes, estas aplicações estão fundamentadas nas propriedades ópticas, oriundas da ressonância dos plasmons. O objetivo desta tese foi a preparação e caracterização de nanopartículas de prata a partir de diferentes técnicas para aplicação em espectroscopia óptica e terapia fotodinâmica. Foram empregados três métodos diferentes de síntese: o primeiro trata-se da síntese proposta pro Lee e Meisel, seguida da ablação a laser; o segundo refere-se à síntese de nanopartículas de prata revestidas por pectina e o último método, refere-se à preparação de nanopartículas de prata funcionalizadas com grupamentos amina, revestidas com Jeffamina. Também foram sintetizadas membranas de celulose impregnadas com nanopartículas de prata, para posterior aplicação no combate de infecções da cavidade oral. As partículas com revestimento de pectina foram avaliadas em meios fluorescentes (triptofano e pontos quânticos de CdTe/CdS), promovendo um aumento da fluorescência. Quando as mesmas nanopartículas foram testadas com a riboflavina, observou-se um aumento na geração de oxigênio singleto, pois as nanopartículas de prata auxiliam o aumento da população dos estados excitados tripletos

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6673_1.pdf: 2582547 bytes, checksum: 4d4071434136c9d0db03c9147765256e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Compósitos fotônicos formados a partir de nanopartículas dielétricas e metálicas apresentam grande potencial para a confecção de dispositivos ópticos, bem como na realização de estudos de Física básica; tais como materiais com índice de refração negativo (conhecidos como metamateriais), estruturas capazes de propagar plasmons, sensores plasmônicos capazes de detectar e identificar uma única molécula e sistemas para armazenamento de informações. Neste trabalho foram produzidos quatro sistemas nanoestruturados formados por dispersão coloidal de partículas de sílica, nanopartículas (NPs) de prata por ablação a laser, NPs de prata no interior de uma matriz polimérica sólida e monocamadas de NPs de ouro em substratos de vidro e de ouro. Cada sistema possui um potencial individual para estudos de óptica. Todos os sistemas estudados foram caracterizados por microscopia eletrônica e técnicas ópticas. Sabe-se que materiais contendo dispersão coloidal formada por dióxido de titânio e rodamina, quando excitados pelo segundo harmônico de um laser de Nd:YAG com duração de pulsos de nanosegundos, podem emitir radiação laser devido ao corante e devido ao espalhamento múltiplo da emissão fluorescente no interior da amostra. A fim de se conseguir emissão laser em meios aleatórios utilizando-se partículas de sílica como centros espalhadores, bem como estudar processos fotoquímicos nesse sistema, foram preparadas dispersões coloidais de NPs de sílica com diferentes densidades de partículas e com diferentes diâmetros médios (49, 90, 219 e 490 nm). Os resultados indicam que o laser aleatório com nanopartículas de sílica degrada mais lentamente do que quando são utilizadas partículas de dióxido de titânio, como é usual. A razão disto foi entendida como resultado da redução da absorção não linear das partículas espalhadoras, devido ao maior gap óptico da sílica. Para estudos de NPs metálicas em experimentos de óptica básica, a capacidade de se isolar variáveis tais como, tamanho de partícula, interação química de superfície, forma geométrica e o índice de refração (n0) do meio hospedeiro, são de fundamental importância. Foram preparadas NPs metálicas de prata utilizando-se o método de ablação a laser com o objetivo de se controlar estas variáveis. Obtivemos suspensões coloidais com diferentes estabilizantes e em diferentes meios como: metanol (n0= 1,32), água (n0= 1,33), acetona (n0= 1,36), etileno glicol (n0= 1,43) e glicerina (n0= 1,47). As NPs obtidas seguindo-se este método apresentaram forma esférica e permitiram-nos observar mudanças no plasmon superficial devido a mudanças de estabilização e do meio hospedeiro. Os resultados verificados mostraram um deslocamento do máximo de absorção do plasmon em direção ao infravermelho com o aumento no índice de refração do meio hospedeiro. Variações na intensidade do pico também foram observadas para diferentes estabilizantes. A síntese de NPs no interior de matriz polimérica se apresenta como uma estratégia muito promissora no que diz respeito a estudos de dispositivos plasmônicos. Para explorar esta possibilidade foram preparadas NPs de prata em matriz sólida de poliéster na qual o crescimento das NPs foi induzido por irradiação ultravioleta (UV). Foi estudada a dinâmica de crescimento das NPs utilizando-se espectroscopia de absorção e microscopia eletrônica de transmissão. Em adição a isto, foi demonstrado um novo princípio de estocagem de informação em duas (2D) e em três (3D) dimensões, baseado em plasmônica utilizando-se este compósito. Foi também apresentado um método químico que torna possível apagar a informação gravada, viabilizando a reutilização da matriz sólida. O quarto sistema, formado por uma monocamada de NPs metálicas sobre um substrato que serve apenas para suportar as NPs metálicas, se apresenta como uma alternativa bastante desejada no momento, para estudos básicos onde se pretende analisar e controlar efeitos de grandes aumentos nas propriedades ópticas de moléculas orgânicas e proteínas. Com o entendimento desses efeitos, será possível utilizar este sistema para a produção de dispositivos fotônicos, substratos para análise espectroscópica de uma única molécula, diagnóstico de doenças através de interações antígeno-anticorpo, bem como imagem celular Raman e de fluorescência com uma sensibilidade que não é possível através das técnicas de imagens tradicionais. As amostras foram preparadas utilizando-se técnicas de imobilização de moléculas e partículas sobre substratos de vidro e de ouro, para tornar possível a anexação de NPs de ouro através da imersão desses substratos numa suspensão coloidal de ouro. Através do emprego de moléculas como o Aminopropil-trimetoxisilano (APTMS) foram produzidos substratos de vidro do uma monocamada de partículas de ouro, e com o uso do 1, 3 propanoditiol foram produzidos filmes de nanopartículas em substratos de ouro

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Este trabalho apresenta a produção e caracterização das perovskitas duplas Ba2LaZrO5:5 , já reportada anteriormente, Ba2FeZrO5:5 e Ba2La1-xSrxZrO5:5+± estas últimas produzidas pela primeira vez até o nosso conhecimento. As duas primeiras foram produzidas utilizando o método de combustão, e caracterizadas morfologicamente por microscopia eletrônica de varredura, estruturalmente por difração de raios-X e análise por dispersão de energia de raios-X, além de área superficial BET, que determinou a natureza nanométrica dos pós obtidos, junto com cálculos de diâmetro médio de grão DBET e tamanho de cristalito pela Fórmula de Scherrer. A família Ba2La1¡xSrxZrO5:5+± , com x = 0:1 ¡ 0:5, foi produzida pelo método de reação de estado sólido ou método cerâmico, e caracterizada de igual maneira morfológica e estruturalmente. O estudo dos difratogramas de raios{X de todas as amostras com o software Carine permitiu determinar o sistema cristalino das três perovskitas como cúbico, com parâmetros de rede em torno de 8,3 ºA. Um estudo magnético do Ba2FeZrO5:5 foi realizado, mediante medidas de magnetização dc e susceptibilidade magnética ac, encontrando-se um comportamento tipo paramagnético do composto. O momento magnético do material foi calculado, levando µa obtenção de diversas informações acerca da estrutura do material. Os resultados das diferentes caracterizações são discutidos em detalhe, o que resulta em propostas com perspectivas imediatas

Neste trabalho, foi realizado um estudo da obtenção de nanomateriais luminomagnéticos visando potenciais aplicações biológicas, a partir de dois diferentes tipos de estruturas, sendo elas: a formação de heteronanoestruturas luminomagnéticas de NPM de FePt/Fe3O4-CdSe recobertas com sílica; e a formação de nanomateriais luminomagnéticos por ligação covalente entre NPM de FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 e pontos quânticos de CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH. Para o primeiro tipo de nanomaterial citado, foram testadas duas metodologias para obtenção das heteronanoestruturas: a mudança da estabilidade coloidal pela adição de pequenas quantidades de NaCl no meio contendo as NPM e os pontos quânticos previamente sintetizados; e o método de injeção a quente do precursor de selênio em um meio contendo as NPM como sementes, o precursor de cádmio e os agentes de superfície. O método de injeção a quente foi o que apresentou melhores condições para a formação das heteronanoestruturas. Para providenciar estabilidade coloidal em meio aquoso e superfície com biocompatibilidade, foi realizado o recobrimento com sílica na superfície das heteronanoestruturas luminomagnéticas com melhores condições. Para essa amostra, o tamanho médio obtido foi de 25,0 nm, com polidispersividade de 8,4 %, Ms = 11,1 emu.g-1 e comportamento superparamagnético, além de duas bandas de emissão (com excitação de 400 nm) centradas em 452 nm e 472 nm, respectivamente. Já para o segundo tipo de nanomaterial obtido neste trabalho, foram primeiramente obtidas NPM de FePt/Fe3O4 pelo método do poliol modificado acoplado à metodologia do crescimento, e pontos quânticos luminescentes de CdSe/ZnS pelo método de decomposição térmica de precursores organometálicos, sendo que ambas nanoestruturas apresentaram superfície hidrofóbica. Para a troca de ligantes para transferência das nanoestruturas para a fase aquosa e para providenciar biocompatibilidade visando aplicações biológicas, foram previamente preparados ligantes poliméricos de Dopa-PIMA-PEG-NH2 para recobrimento das NPM e de LA-PEG-COOH para recobrimento dos pontos quânticos. A conjugação química entre as nanoestruturas de FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 e CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH foi realizada pelo método da carbodiimida em solução aquosa para a formação de uma ligação covalente amida entre os grupos amina e carboxilato em cada uma das nanoestruturas. Os nanomateriais luminomagnéticos obtidos apresentaram estabilidade coloidal em meio aquoso, com estreita distribuição de tamanho, apresentando RH de 79,96 nm, Ms de, aproximadamente, 10 emu.g-1 com coercividade e remanência quase nulos e intensa banda de emissão centrada em 580 nm. Espera-se que os nanomateriais obtidos neste trabalho possam ser promissores nanomateriais com propriedades multifuncionais para potenciais aplicações biológicas. / Here, luminomagnetic nanomaterials were obtained for potential biological applications. We have studied two different types of luminomagnetic nanomaterials, which are: formation of silica-coated FePt/Fe3O4-CdSe heteronanostructures; and formation of luminomagnetic nanomaterials from covalent bond between FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 magnetic nanoparticles and CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH luminescent quantum dots. For the first type of luminomagnetic nanomaterials obtained, two methodologies were studied for formation of heteronanostructures, which are: modification of colloidal stability by addition of small amounts of NaCl into a solution with hydrophobic magnetic nanoparticles and luminescent quantum dots; and hot injection method of selenium precursor into a solution with magnetic nanoparticles seeds, cadmium precursors and surface agents. The hot injection method obtained better results than the other method studied for formation of heteronanostructures. To provide colloidal stability in aqueous solution and biocompatibility, the heteronanostructures were coated using silica shell. After silica coating, the heteronanostructures showed average diameter of 25 nm and polidispersivity of 8.4%, with Ms = 11.1 emu.g-1 and superparamagnetic behavior. Moreover, these nanomaterials showed two emission peaks centered at 452 and 472 nm. For the second type of nanomaterials obtained, FePt/Fe3O4 magnetic nanoparticles were synthesized by modified polyol method coupled to seeded-mediated growth, and CdSe/ZnS luminescent quantum dots were obtained by thermal decomposition of organometallic precursors. For the ligand exchange to transfer the nanostructures from organic media to aqueous solution, were used Dopa-PIMA-PEG-NH2 and LA-PEG-COOH polymers to provide colloidal stability and biocompatibility on magnetic nanoparticle surface and quantum dot surface, respectively. The chemical conjugation between FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 and CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH nanostructures was obtained by EDC coupling in aqueous solution, which linked amine and carboxylate groups in each nanostructure to provide the formation of amide bond. The luminomagnetic nanomaterials obtained showed colloidal stability in aqueous solution, narrow size distribution, with RH equal to 79.96 nm, MS around 10 emu.g-1 with low coercivity and remanent magnetization, and intense emission peak centered at 580 nm. We expect these luminomagnetic nanomaterials be promisor nanomaterials with multifunctional properties for potential biological applications.

Neste trabalho, foi realizado um estudo da obtenção de nanomateriais luminomagnéticos visando potenciais aplicações biológicas, a partir de dois diferentes tipos de estruturas, sendo elas: a formação de heteronanoestruturas luminomagnéticas de NPM de FePt/Fe3O4-CdSe recobertas com sílica; e a formação de nanomateriais luminomagnéticos por ligação covalente entre NPM de FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 e pontos quânticos de CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH. Para o primeiro tipo de nanomaterial citado, foram testadas duas metodologias para obtenção das heteronanoestruturas: a mudança da estabilidade coloidal pela adição de pequenas quantidades de NaCl no meio contendo as NPM e os pontos quânticos previamente sintetizados; e o método de injeção a quente do precursor de selênio em um meio contendo as NPM como sementes, o precursor de cádmio e os agentes de superfície. O método de injeção a quente foi o que apresentou melhores condições para a formação das heteronanoestruturas. Para providenciar estabilidade coloidal em meio aquoso e superfície com biocompatibilidade, foi realizado o recobrimento com sílica na superfície das heteronanoestruturas luminomagnéticas com melhores condições. Para essa amostra, o tamanho médio obtido foi de 25,0 nm, com polidispersividade de 8,4 %, Ms = 11,1 emu.g-1 e comportamento superparamagnético, além de duas bandas de emissão (com excitação de 400 nm) centradas em 452 nm e 472 nm, respectivamente. Já para o segundo tipo de nanomaterial obtido neste trabalho, foram primeiramente obtidas NPM de FePt/Fe3O4 pelo método do poliol modificado acoplado à metodologia do crescimento, e pontos quânticos luminescentes de CdSe/ZnS pelo método de decomposição térmica de precursores organometálicos, sendo que ambas nanoestruturas apresentaram superfície hidrofóbica. Para a troca de ligantes para transferência das nanoestruturas para a fase aquosa e para providenciar biocompatibilidade visando aplicações biológicas, foram previamente preparados ligantes poliméricos de Dopa-PIMA-PEG-NH2 para recobrimento das NPM e de LA-PEG-COOH para recobrimento dos pontos quânticos. A conjugação química entre as nanoestruturas de FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 e CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH foi realizada pelo método da carbodiimida em solução aquosa para a formação de uma ligação covalente amida entre os grupos amina e carboxilato em cada uma das nanoestruturas. Os nanomateriais luminomagnéticos obtidos apresentaram estabilidade coloidal em meio aquoso, com estreita distribuição de tamanho, apresentando RH de 79,96 nm, Ms de, aproximadamente, 10 emu.g-1 com coercividade e remanência quase nulos e intensa banda de emissão centrada em 580 nm. Espera-se que os nanomateriais obtidos neste trabalho possam ser promissores nanomateriais com propriedades multifuncionais para potenciais aplicações biológicas. / Here, luminomagnetic nanomaterials were obtained for potential biological applications. We have studied two different types of luminomagnetic nanomaterials, which are: formation of silica-coated FePt/Fe3O4-CdSe heteronanostructures; and formation of luminomagnetic nanomaterials from covalent bond between FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 magnetic nanoparticles and CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH luminescent quantum dots. For the first type of luminomagnetic nanomaterials obtained, two methodologies were studied for formation of heteronanostructures, which are: modification of colloidal stability by addition of small amounts of NaCl into a solution with hydrophobic magnetic nanoparticles and luminescent quantum dots; and hot injection method of selenium precursor into a solution with magnetic nanoparticles seeds, cadmium precursors and surface agents. The hot injection method obtained better results than the other method studied for formation of heteronanostructures. To provide colloidal stability in aqueous solution and biocompatibility, the heteronanostructures were coated using silica shell. After silica coating, the heteronanostructures showed average diameter of 25 nm and polidispersivity of 8.4%, with Ms = 11.1 emu.g-1 and superparamagnetic behavior. Moreover, these nanomaterials showed two emission peaks centered at 452 and 472 nm. For the second type of nanomaterials obtained, FePt/Fe3O4 magnetic nanoparticles were synthesized by modified polyol method coupled to seeded-mediated growth, and CdSe/ZnS luminescent quantum dots were obtained by thermal decomposition of organometallic precursors. For the ligand exchange to transfer the nanostructures from organic media to aqueous solution, were used Dopa-PIMA-PEG-NH2 and LA-PEG-COOH polymers to provide colloidal stability and biocompatibility on magnetic nanoparticle surface and quantum dot surface, respectively. The chemical conjugation between FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 and CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH nanostructures was obtained by EDC coupling in aqueous solution, which linked amine and carboxylate groups in each nanostructure to provide the formation of amide bond. The luminomagnetic nanomaterials obtained showed colloidal stability in aqueous solution, narrow size distribution, with RH equal to 79.96 nm, MS around 10 emu.g-1 with low coercivity and remanent magnetization, and intense emission peak centered at 580 nm. We expect these luminomagnetic nanomaterials be promisor nanomaterials with multifunctional properties for potential biological applications.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-20T12:45:35Z No. of bitstreams: 2 Tese_MarceloAdrianoDuart.pdf: 8331452 bytes, checksum: d69e28005ad96f39781d95f4cfc7f7fb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:45:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_MarceloAdrianoDuart.pdf: 8331452 bytes, checksum: d69e28005ad96f39781d95f4cfc7f7fb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / Civil construction industry has been developing technologically with the growth in the number of works in various sectors such as housing, transport, industry and infrastructure. This study is intended to contribute to the development of scientific cementitious materials by studying the use of carbon nanomaterials as carbon nanotubes (CNT) and nanoparticles of Hydrated Calcium Silicate (C-S-H) incorporated into the matrix of these materials, which can be categorized as composite, in this case nanocomposites. Materials performance is usually related to the existence of considerable flaws or deficiencies in some properties or characteristics. The incorporation of nanomaterials is a possibility for the amelioration or even create some characteristic and materials property. The use of CNT has already been investigated and the results have shown that though with increase of costs produced materials have positive characteristics such compression and tensile resistance increase and still elasticity modulus increase. Currently steel is used but the fibers and filler materials such as CNT may be an alternative because they can have tensile strength up to 100 times higher than steel, as recent research has shown. The main assumption is that nanoparticles such as C-S-H and oxidized multi walled carbon nanotubes (MWCNT-OX) favor the kinetics of cement hydration and contribute to the nucleation and crystal growth enhancing material characteristics produced as concrete and mortar, for example. In general, it was verified that the combined additions of C-S-H with Ca / Si = 0.8 ratio with nanotubes brought positive results of nanocomposite nanostructure improvements, verified by porosity, permeability analysis and qualitative analysis of electron microscopy images. An increase in the value of the mechanical properties analyzed was shown as a 33% increase in compressive strength, 38% increase in modulus of elasticity and 30% in tensile strength. It is also concluded that using the C-S-H addition with Ca/Si ratio = 0.8 in isolation is a viable alternative to produce relevant results with a lower cost than to opt for mixed additions, since CNT are still materials with high cost and more complex production than C-S-H. / A construção civil vem se desenvolvendo tecnologicamente acompanhando o crescimento do número de obras em vários setores como habitacional, transportes, industrial e infraestrutura. Este projeto pretende contribuir cientificamente para o desenvolvimento de materiais cimentícios através do estudo da utilização de nanomateriais de carbono como nanotubos de carbono (NTC) e também nanopartículas de Silicato de Cálcio Hidratado (C-S-H) incorporadas à matriz destes materiais, que podem ser classificados como compósitos, neste caso nanocompósitos. O desempenho dos materias normalmente está relacionado a existência de falhas ou deficiências consideráveis em algumas propriedades e caracteristicas. A incorporação de nanomateriais é uma possibilidade para o melhoramento ou até mesmo a criação de alguma característica ou propriedade em determinados materiais. A utilização de NTC já vem sendo pesquisada e os resultados têm demonstrado que, embora com elevação dos custos, os materiais produzidos apresentam características positivas como: aumento da resistência à compressão e flexão e também do módulo de elasticidade. Atualmente usa-se o aço e fibras mas a adição de materiais como NTC pode ser uma alternativa, pois estes podem apresentar resistência à tração até 100 vezes maior que o aço, conforme pesquisas recentes já demonstram. A hipótese principal é que nanopartículas de C-S-H e também NTC favorecem a cinética de hidratação de cimentos e contribuem para a nucleação e crescimentos de cristais de produtos hidratados melhorando características dos materiais produzidos como por exemplo: concretos e argamassas. De forma geral, verificou-se que as adições combinadas de C-S-H com relação Ca/Si=0,8 com nanotubos de carbono paredes múltiplas oxidados (NTCPM-OX) trouxeram resultados positivos de melhoria na nanoestrutura dos nanocompósitos produzidos, verificados pela análise da porosidade, permeabilidade e também pela análise qualitativa de imagens de microscopia eletrônica. Veficou-se aumento do valor das propriedades mecânicas analisadas como 33% de aumento da resistência à compressão, 38% de aumento do módulo de elasticidade dinâmico e 30% da resistência à tração. Conclui-se ainda que usar a adição de C-S-H com relação Ca/Si=0,8 de forma isolada é uma alternativa viável produzindo resultados relevantes com um custo mais baixo que optar por adições mistas, visto que ainda os NTC são materiais com custo elevado e produção mais complexa do que o C-S-H.

Um suporte catalítico superparamagnético nanoestruturado do tipo \"core-shell\" constituído de núcleos de magnetita revestidos por sílica, obtido por uma microemulsão reversa, foi utilizado como plataforma para o ancoramento de cátions de metais de transição que serviram como precursores na obtenção de nanopartículas de Rh(0), Pt(0) e Ru(0). A superfície do suporte de sílica foi funcionalizada com um aminosilano que permitiu um aumento significativo na quantidade dos íons metálicos sequestrada das soluções aquosas dos sais dos metais estudados. Os nanocatalisadores foram empregados em reações de hidrogenação de alquenos e cetonas em fase líquida e puderam ser facilmente separados pela aplicação de um campo magnético, que foi realizada pelo contato de um imã de neodímio com a parede do reator contendo o catalisador e o produto. A técnica de separação magnética utilizada foi capaz de isolar completamente o sólido da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. As reações de hidrogenação foram realizadas utilizando-se hidrogênio molecular como agente redutor e dispensou a utilização de agentes redutores mais drásticos como hidretos metálicos que não atendem aos princípios verdes em demanda na nossa sociedade.Todos os sólidos catalíticos desenvolvidos mostraram uma excelente possibilidade de reutilização que comprovou a estabilidade da fase ativa do catalisador, destaca-se a hidrogenação do benzeno pelo catalisador magnético de Rh(0) que pôde ser utilizado por até 20 vezes (número total de rotação igual a 10.240), sem queda significativa de atividade, com freqüência de rotação chegando a 1.167 h-1. A ocorrência de lixiviação de espécies cataliticamente ativas, que é comum em catálise heterogênea em fase líquida, não foi observada nas reações de hidrogenação estudadas. Este fato pode ser atribuído às condições reacionais brandas utilizadas, à forte aderência das nanopartículas metálicas ao suporte funcionalizado com grupos NH2 e ao eficiente método de separação magnética empregado. O procedimento de separação catalisador-produto, além de não fazer uso de métodos físicos de separação mais agressivos como uma centrifugação, permitiu o isolamento dos componentes dentro do próprio reator, descartando a exposição do catalisador à condições atmosféricas e o uso de solventes extras durante o procedimento de separação. / A core-shell superparamagnetic catalytic support comprised of magnetite nanoparticles recovered by silica was obtained using a reverse microemulsion. The material was used as a framework for anchoring transition metal cations that were used for the fabrication of Rh(0), Pt(0) and Ru(0) nanoparticles. The catalysts were employed in the hydrogenation of alkenes and ketones in liquid phase and they showed to be easily recoverable from liquid systems by placing a small neodymium magnet on the reactor wall. The magnetic separation technique provided a complete isolation of the catalyst from the liquid phase containing the products. It also made the use of other separation techniques, commonly used in achieving product separation in liquid-solid heterogeneous systems, such as filtration and centrifugation completely unnecessary. The surface of the silica support was modified with an aminosilane leading to a substantial increasing in the metal uptake from aqueous solutions of Rh, Pt and Ru salts. The hydrogenation reactions were carried out using molecular hydrogen as the reducing agent and they did not require any drastic reducers such as metal hydrides that would go against the principles of green chemistry. The stability of the catalysts were evidenced by the outstanding recycling properties. A single portion of the Rh0 catalyst for instance could be used for up to 20 times in the hydrogenation of benzene (TON: 10,240), and no significant loss in the catalytic activity was observed giving TOF values of up to 1167 h-1. Leaching of active catalytic species which is commonly encountered in heterogeneous solid-liquid systems was also absent in the hydrogenation reactions studied and this finding can be attributed to the mild reaction conditions used, the adherence of Rh, Pt and Ru nanoparticles to the magnetic support functionalized with NH2- groups and the efficient magnetic separation method used in isolating the product that dismiss the use of extra solvents and more aggressive separation methods such as a centrifugation.