A formação e modificação de nanoestruturas têm atraído um grande interesse acadêmico e tecnológico, principalmente devido às diversas possibilidades de aplicação dessas estruturas no aperfeiçoamento de dispositivos de transmissão de informação e armazenamento de dados. Devido a este fato, técnicas que permitam a manipulação destes materiais são de grande importância para o desenvolvimento desta área de estudo. A irradiação por feixe de elétrons pode ser muito eficiente para a modificação destes materiais, apesar de ser uma técnica que ainda possui questões a serem analisadas. O presente trabalho trata do estudo da estruturação e crescimento de sistemas de nanopartículas de Au embebidas em filmes de Si3N4 frente a irradiação eletrônica e tratamento térmico. As amostras foram caracterizadas por meio das técnicas de Espectrometria de Retroespalhamento Rutherford (RBS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Em um primeiro momento, filmes de Si3N4 implantados com Au foram submetidos a recozimentos a 500 e 800 ºC e então irradiados com feixe de elétrons do microscópio de transmissão a uma energia de 200 keV. Observa-se que o tratamento térmico inicialmente estimula o crescimento de nanopartículas de Au, com um grande aumento de diâmetro durante a irradiação. Na sequência, realizaram-se irradiações com elétrons em filmes comoimplantados com Au em diferentes energias: 80, 120, 160, 200 e 300 keV, sob doses de irradiação semelhantes. Os resultados mostram que na energia de 80 keV praticamente não há crescimento de NPs de Au, enquanto que para as outras energias os processos de formação e crescimento de NPs possuem comportamentos muito semelhantes. Estes fenômenos são discutidos com base em argumentos relacionados a efeitos de superfície e processos de sputtering devido à irradiação eletrônica, bem como a influência das diferentes energias de irradiação na seção de choque de deslocamento dos elementos presentes nas amostras. / The nucleation and modification of nanostructures has been widely studied due to the various possibilities of applications of these structures in the technologies of information transmission and fabrication of data storage devices. So, the knowledge of techniques that allow the manipulation of these materials are of great importance for the development of this field of study. The electron beam irradiation can be a very effective technique for modifying these materials, but it still has issues to be analyzed. This work deals with the study of the nucleation and growth of Au nanoparticles embedded in Si3N4 films facing thermal treatments and electron irradiation. The samples were characterized by Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) and Transmission Electron Microscopy (TEM). In a first set of experiments, Si3N4 films implanted with Au atoms were submitted to thermal annealing at 500 and 800 ºC for 1 h and then irradiated with the transmission electron microscope electron beam at an energy of 200 keV. The thermal treatment stimulates an initial nucleation of gold nanoparticles, that afterwards grow significantly during the electron irradiation. In a second set of experiments, as-implanted samples were irradiated with electron beams of 80, 120, 160, 200 and 300 keV, all of them with similar electron doses. The results show that at the lowest energy of 80 keV there is practically no growth of gold nanoparticles, while for the other experiments at higher energies the NPs growths have a very similar behavior. These phenomena are discussed based on arguments related to surface effects and sputtering processes due to electron irradiation, as well as the influence of different radiation energies in the displacement cross sections of the elements present in the samples.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6668_1.pdf: 4537343 bytes, checksum: b1d354c9c6adf844dce72f2664ac6688 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Novos compósitos biocompatíveis à base de Pontos Quânticos de CdTe funcionalizados com o biopolímero quitosana, com elevada luminescência e promissoras possibilidades de aplicações biológicas foram obtidos. Adicionalmente, um novo compósito metálico foi sintetizado com o precursor polimérico nanoparticulado, para fins de obtenção de um novo material passível de aplicação em terapia fotodinâmica. A otimização de alguns parâmetros físico-químicos da quitosana tais como solubilização em meio aquoso neutro e diminuição da viscosidade intrínseca como recurso para a síntese do material polimérico particulado, constituiu-se numa das etapas inicias do presente trabalho. Reações de desacetilação e hidrólise oxidativa foram realizadas, além da sistematização da relação entre a concentração da quitosana e de seu agente reticulante, em busca de uma configuração adequada para a obtenção de partículas com menores diâmetros e elevada carga superficial, o que potencializa a aplicabilidade biológica das mesmas. A partir daí foram obtidos seus compósitos metálicos e semicondutores. Os resultados apresentados indicam que o processo de desacetilação e despolimerização mostraram-se eficientes, fornecendo material com alto grau de desacetilação, atingindo valores superiores a 99% e viscosidades reduzidas com relação ao material comercial de partida. Nanopartículas de quitosana com diâmetro médio de 18 nm e potencial zeta de 36,58 mV foram obtidas em meio livre de ácido. Os compósitos metálicos se apresentaram como sistemas core-shell e exibiram tendências à aglomeração e precipitação em regime coloidal enquanto que os compósitos semicondutores apresentaram boa estabilidade ótica e coloidal, ampliando suas perspectivas de aplicabilidade para os fins mencionados acima. Um novo compósito semicondutor foi sintetizado, utilizando-se a quitosana em sua forma salina como cloridrato de quitosana. A utilização desse compósito luminescente para fins de marcação in vitro de células de cultura de Cândida Albicans e melanona foi realizada. Fatores relativos à obtenção do nanomaterial polimérico, bem como o tratamento químico inicial, e seus compósitos foram apresentados e discutidos

Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T13:25:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Otubo_Larissa_D.pdf: 20335674 bytes, checksum: e95a782705baee771821f94a195ba7d0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho foram feitas preparações de nanopartículas de ouro passivadas com diferentes moléculas orgânicas (4,4'-tiobisbenzenotiol, benzenotiol, aminotiofenol e tiocolesterol). Tais moléculas possuem cadeias aromáticas mono ou difuncionalizadas, tendo tióis e aminas como grupamentos terminais. Foram estudados parâmetros como tamanho, estabilidade frente à agregação e coalescência, formação de blocos de agregados de nanopartículas conectadas por moléculas bifuncionais, variações das absorções no UV-Vis frente à sua formação e agregação, mostrando a importância das moléculas passivadoras nas propriedades das nanopartículas. Foram estudados também os efeitos causados pelo tratamento hidrotérmico sobre os agregados de nanopartículas passivadas com mono e ditióis. Tal estudo reforçou a importância das moléculas passivadoras na estabilidade das nanopartículas, sendo que o ditiol utilizado foi capaz de impedir o crescimento e coalescência das nanopartículas. Na segunda parte desta Tese, foram feitas as purificação e modificação química de nanotubos de carbono de parede simples com grupamentos oxigenados, tióis e aminas, visando a sua interação com nanopartículas de ouro. Foram abordados dois métodos de interação dos nanotubos com as nanopartículas de ouro: o in situ e o ex situ. Tais métodos estão relacionados com a redução do ouro e formação das nanopartículas em presença ou não dos nanotubos modificados, respectivamente. Foi observado que o tipo de grupamento na superfície dos nanotubos e o método de interação influenciaram tanto na quantidade de nanopartículas aderidas aos nanotubos, dado as diferenças de afinidade, quanto na distribuição de tamanho / Abstract: In this Thesis, passivated gold nanoparticles were prepared with different types of organic molecules (4,4'-thiobisbenzenethiol, benzenethiol, aminethiophenol e thiocolesterol). These molecules have aromatic chains, mono or difunctionalized, with thiols and amines as terminal groups. Some aspects were studied: size, stability against aggregation and coalescence, formation of blocks of nanoparticles, connected through bifuntional molecules, variations of UV-Vis absorption during aggregation, wich showed the importance of the passivating molecules on the final properties of the nanoparticles. Hydrothermal treatments were also carried out on the nanoparticles aggregates.Such study reinforced the importance of the passivating molecules on the nanoparticles' stabilization, once the dithiol showed to be capable of preventing the growing and coalescence of the nanoparticles. In the second part of this work, single-walled carbon nanotubes were purified and chemically modified. The chemical modification on the surface of the carbon nanotubes were done resulting in oxygenated, thiol and amine groups, aiming their interaction with gold nanoparticles. Two methods of interaction of the carbon nanotubes with gold nanoparticles were used: in situ and ex situ. Such methods are related with the reduction of gold and formation of the nanoparticles in presence or not of the modified nanotubes, respectively. It was observed that the type of surface modification of the nanotubes and the method of interaction influenced not only in the amount of nanoparticles on the surface of the nanotubes, due to different affinity, but also the size distribution / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Nanofibras poliméricas obtidas por eletrofiação possuem alta relação superfície-volume, e podem ser recobertas com nanomateriais que interajam com os grupos funcionais dos polímeros. Neste trabalho, nanofibras de poliamida 6/polialilamina hidroclorada (PA6/PAH) com diâmetro da ordem de 100 nm e sem defeitos foram recobertas com nanotubos de carbono (CNTs) e nanopartículas de ouro (AuNps) para produzir sensores e biossensores. A versatilidade da plataforma com as nanofibras foi demonstrada com três aplicações distintas. A adsorção de CNTs sobre as nanofibras permitiu a detecção do neurotransmissor dopamina com medidas de voltametria de pulso diferencial com sensibilidade na faixa de 1 a 70 μmol.L-1 e limite de detecção de 0,15 μmol.L-1, sem interferência do ácido úrico e ácido ascórbico. Nos imunossensores para detectar o antígeno CA 19-9, biomarcador para câncer de pâncreas, as nanofibras de PA6/PAH recobertas com CNTs ou AuNPs receberam camada adicional do anticorpo anti-CA 19-9. Usando medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica, esses imunossensores puderam detectar CA 19-9 em tampão e em soro de sangue de pacientes de câncer com diferentes probabilidades de desenvolver câncer de pâncreas. A seletividade dos imunossensores também foi testada com possíveis interferentes no sangue. Na terceira aplicação, obteve-se sinergia com a codeposição de CNTs e AuNPs sobre as nanofibras para a formação de um biossensor contendo uma camada da enzima tirosinase. Imagens de microscopia eletrônica mostraram uma estrutura 3D interconectada, formada pelas nanofibras de PA6/PAH, AuNPS e CNTs. O biossensor foi usado para detectar bisfenol A com cronoamperometria na faixa de 0,05 a 1,1 μmol.L-1 e limite de detecção de 8 nmol.L-1. Conclui-se que nanofibras poliméricas constituem excelente plataforma para sensores e biossensores pela possibilidade de incorporação de outros nanomateriais para aplicações específicas. / Electrospun polymer nanofibers have a high surface-volume ratio, and can be coated with nanomaterials that interact with the functional groups of the polymers. In this work, defect-free nanofibers of polyamide 6/polyallylamine hydrochloride (PA6/PAH) with a diameter of ca. 100 nm were coated with carbon nanotubes (CNTs) and gold nanoparticles (AuNps) to produce sensors and biosensors. The versatility of the platform with nanofibers has been demonstrated with three distinct applications. The adsorption of CNTs on the nanofibers allowed the detection of the neurotransmitter dopamine with differential pulse voltammetry measurements with sensitivity in the range of 1 to 70 μmol.L-1 and detection limit of 0.15 μmol.L-1, without interference of uric acid and ascorbic acid. In the immunosensors to detect CA 19-9 antigen, biomarker for pancreatic cancer, PA6/PAH nanofibers coated with CNTs or gold nanoparticles (AuNPs) received an additional layer of anti-CA 19-9 antibody. Using electrochemical impedance spectroscopy measurements, these immunosensors were able to detect CA 19-9 in buffer and in blood serum from cancer patients with different probabilities of developing pancreatic cancer. The selectivity of the immunosensors was also tested with possible interferents in the blood. In the third application, synergy was obtained with co-deposition of CNTs and AuNPs on the nanofibers for the formation of a biosensor containing a layer of the enzyme tyrosinase. Electron microscopy images showed an interconnected 3D structure, formed by PA6/PAH nanofibers, AuNPS and CNTs. The biosensor was used to detect bisphenol A with chronoamperometry in the range of 0.05 to 1.1 μmol.L-1 and detection limit of 8 nmol.L-1. It is concluded that polymer nanofibers are an excellent platform for sensors and biosensors because of the possible incorporation of other nanomaterials for specific applications.

A interface formada por materiais biológicos e materiais sintéticos tem grande importância em aplicações biomédicas, tais como o desenvolvimento de biomateriais para implantes médicos, que tem como processo essencial a deposição de proteínas na superfície dos biomateriais, e ainda não é bem compreendido no nível molecular. Algumas proteínas sofrem mudanças conformacionais após a adsorção na interface sólido-líquido, afetando suas funções ou propriedades, e algumas técnicas podem medir mudanças conformacionais em interfaces sólido. É possível estudar a fluorescência intrínseca de proteínas: a posição do máximo na faixa espectral da fluorescência, a eficiência quântica e o tempo de vida de fluorescência são indicadores de mudanças no ambiente local de grupos de moléculas de proteína fluorescente. Por outro lado, Nanopartículas de ouro têm atraído muita atenção pela sua afinidade com materiais biológicos e suas propriedades ópticas. Nesta tese, estudamos a viabilidade de substratos de vidro, quartzo, mica e ITO (óxido de índio e estanho) modificado com quitosana, phtalocyanines (Ni, Fe e Ni) e poli(alilanina hidroclorada) (PAH) na adsorção de BSA em forma dos filmes produzidos pela técnica camada por camada. O sistema foi estudado por UV-Vis e espectroscopia de fluorescência estática e resolvida no tempo. A caracterização morfológica dos filmes foi realizada por microscopia de força atômica e microscopia óptica. Os resultados mostram que os filmes de BSA / HAP cresceram com eficiência quatro vezes maior do que os filmes feitos de quitosana, que o quartzo tem a melhor janela de trabalho de UV-vis e há uma relação entre o pH da BSA e o tempo vida de fluorescência do filme resultante. As nanopartículas de ouro foram produzidas pela redução química e estabilizada por quatro diferentes métodos. O crescimento das nanopartículas foi monitorado por UV-vis spectroscopy. A carga de superfície das nanopartículas e da BSA foi estimado em vários valores de pH por medidas de potencial zeta. Os resultados indicaram que as nanopartículas têm cargas negativas na faixa de pH estudada. Soluções de BSA foram preparadas em diferentes valores de pH, e levadas para interagir com as nanopartículas de ouro. Os dados de supressão de fluorescência da BSA mostraram uma maior afinidade da BSA com nanopartículas estabilizadas com sacarose, com pH próximo do ponto isoelétrico (IP) estimado para BSA. / The interface formed by biological materials and synthetic materials has great importance in biomedical applications such as the development of biomaterials for medical implants, which has as an essential process of protein adsorption on the surface of biomaterials, and is not yet well understood in the molecular level. Some proteins undergo conformational changes after adsorption at solid-liquid interfaces, affecting their functions or properties, and few techniques can measure conformational changes in solid interfaces. It is possible to study the intrinsic fluorescence of proteins: the position of the maximum in the spectral range of fluorescence, the quantum efficiency and lifetime of fluorescence are indicators of change in the local environment of fluorescent groups of protein molecules. On the other hand, gold nanopartículas have attracted much attention for its affinity with biological materials and their optical properties. In this thesis we study the feasibility of glass substrates, quartz, mica and ITO (Indium tin oxide) modified with chitosan, phtalocyanines (Ni, Fe and Ni) and poly (allylamine hydrochloride) (PAH) on the adsorption of BSA in the form of films produced by the layer by layer technique. The system was studied by UV-Vis and static and time-resolved fluorescence spectroscopy. Morphological characterization of the films was performed by atomic force microscopy and optical microscopy. The results indicate that the films of BSA/PAH grew with efficiency four times greater than the films made of chitosan, that the quartz has the best working window for UV-vis and there is a relationship between the pH of the BSA and lifetime of fluorescence of the resulting film. Gold nanoparticles were produced by chemical reduction and stabilized by four different methods. The growth of nanoparticles was monitored by UV-vis spectroscopy. The surface charge of nanoparticles and the BSA was estimated at various pH values by zeta potential measurements. The results indicated that the nanoparticles have negative charges in the pH range studied. BSA solutions were prepared at various pH values, were taken to interact with gold nanoparticles. Fluorescence quenching data of BSA showed a greater affinity of the BSA with nanoparticles stabilized with sucrose, at pH near the isoelectric point (IEP) estimated for BSA.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2018-03-28T11:07:06Z No. of bitstreams: 1 raissaainsworthrustichelliteixeira.pdf: 2551742 bytes, checksum: 145f3cc79735bb0d0f7aff4e788e3ed6 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-04-09T19:23:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 raissaainsworthrustichelliteixeira.pdf: 2551742 bytes, checksum: 145f3cc79735bb0d0f7aff4e788e3ed6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-09T19:23:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 raissaainsworthrustichelliteixeira.pdf: 2551742 bytes, checksum: 145f3cc79735bb0d0f7aff4e788e3ed6 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / O presente trabalho visou a construção de um sistema utilizando nanopartículas de ouro (AuNPs) juntamente com as biomoléculas direcionadoras, ácido fólico (HFol) e anticorpo anti-receptor de folato, para aplicação em testes in vitro com células de câncer de mama MDA-MB-231 e MCF-7 a fim de promover um sistema de entrega controlada dos fármacos anastrozol e tamoxifeno. Entre os diferentes adsorbatos utilizados, as interações do cristal violeta (CV), mercaptoetanol (ME), HFol, polímero PEGSH, anastrozol e tamoxifeno, foram analisadas através das técnicas espectroscópicas eletrônica (UV-VIS-NIR), Raman e espalhamento Raman intensificado por superfície (SERS). A espectroscopia SERS foi aplicada, também, para mapeamento do sinal do CV (marcador SERS) dos sistemas completos em células de câncer MCF-7 a fim de avaliar o efeito da presença e ausência das biomoléculas direcionadoras na afinidade com as células. O mapeamento realizado mostrou a importância da presença do anticorpo aumentando de 13%, no sistema sem nenhum identificador celular, para 30% do sinal de CV, no sistema com apenas anticorpo como biomolécula direcionadora, e aumentou de 30% para 65% na presença do HFol. As AuNPs modificadas com HFol e anticorpo, quando conjugadas com tamoxifeno, diminuíram a concentração mínima efetiva do fármaco na ação contra as células MCF-7, mostrando-se um sistema com potencial aplicação para entrega controlada de fármacos. / The present work was aimed on the construction of a system using gold nanoparticles (AuNPs) with two targeting biomolecules, folic acid (HFol) and anti-folate receptor antibody, for application on in vitro tests with breast cancer cells MDA-MB-231 and MCF-7 to form a drug delivery system with anastrozole and tamoxifen. Among the different used adsorbates, the interactions of crystal violet (CV), mercaptoethanol (ME), HFol, polymer (PEGSH), anastrozole and tamoxifen, were analysed through electronic spectroscopy (UV-VIS-NIR), Raman and Surface Enhanced Raman Scattering (SERS). SERS spectroscopy was also applied on mapping of CV signal (SERS marker) of the complete systems with cancer cells MCF-7 in order to evaluate the effect of the presence or absence of these targeting biomolecules on the affinity with cancer cells. The performed mapping showed the relevance of the presence of the antibody by increasing from 13%, on the system with no biomolecules, to 30% of the CV signal, on the system with just antibody as biomolecule and increased from 30% to 65% in presence of HFol. AuNPs modified with folic acid and antibody, when conjugated with tamoxifen, reduced the minimum effective concentration of the drug in the action against MCF-7 cells, indicating that this system has a potential to be applied as a drug delivery system.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-10-11T17:19:04Z No. of bitstreams: 1 rodrigomanoeldasilvajusto.pdf: 3782513 bytes, checksum: 8fe8e477946fd755b8b6786ffe63347b (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-10-16T14:32:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodrigomanoeldasilvajusto.pdf: 3782513 bytes, checksum: 8fe8e477946fd755b8b6786ffe63347b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T14:32:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigomanoeldasilvajusto.pdf: 3782513 bytes, checksum: 8fe8e477946fd755b8b6786ffe63347b (MD5) Previous issue date: 2018-07-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nanopartículas de ouro (AuNPs) estabilizadas com diferentes compostos orgânicos tem-se comportado como excelentes catalisadores de reações orgânicas como oxidação. Assim, torna-se interessante o estudo da preparação e caracterização de diferentes AuNPs e avaliar seu comportamento frente a catálise de reações de oxirredução. Neste trabalho foram sintetizadas nanoparticulas metálicas de ouro estabilizadas com o aminoácido N-acetil-L-cisteína (NAC-AuNPs) e sua atividade catalítica frente a aldeídos aromáticos e aminas foi investigado. NAC-AuNPs foram caracterizadas por técnicas espectroscópicas de absorção no UV-VIS, espalhamento Raman e espalhamento raman intensificado por superfície (SERS – Surface Enhanced Raman Scattering), medida do potencial zeta através do espalhamento dinâmico de luz (DLS –Dynamic Light Scattering) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). No presente trabalho, NAC-AuNPs foram obtidas de forma satisfatória com dimensões da ordem de 25 nm e inicialmente promoveram a oxidação do benzaldeído em condições brandas (diclorometano como solvente, temperatura ambiente, 48 horas de reação sob agitação) a ácido benzoico com uma conversão de 97%. Posteriormente, a tentativa de obter uma amida através da adição de octilamina e cloridrato de 1-Etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC, ativador de ácido carboxílico) ao mesmo sistema reacional sob agitação por 24 horas (amidação one-pot) conduziu espantosamente a formação de uma imina com excelente conversão e rendimento (>99% e 98%). A partir daí, experimentos controles concluíram que a presença do ativador EDC era dispensável e que a presença de NAC-AuNPs era de extrema importância para a formação de uma imina a partir do benzaldeído tendo um ácido carboxílico como intermediário. Uma nova otimização contendo a octilamina na segunda etapa da reação foi feita para obtenção de iminas no novo sistema trabalhado e os resultados mostraram que DCM e NAC-AuNPs a 3,6 x 10-3 % m/V se mostraram como melhores condições reacionais (conversão de > 99%). Avaliou-se o escopo do substrato nas condições ótimas estabelecidas acima, com diferentes aldeídos aromáticos e aminas aromáticas e alifáticas, onde iminas puderam ser obtidas com rendimentos bons a excelentes (67% a 99%). Todos os produtos foram caracterizados por RMN de 1H e 13C; sendo que produtos que foram obtidos no estado sólido também puderam ser caracterizados por difração de raio X de pó (DRX). / Gold nanoparticles (AuNPs) stabilized with different organic compounds have behaved as excellent catalysts for organic reactions such as oxidation. Thus, it is interesting to study the preparation and characterization of different AuNPs and evaluate their reactivity towards the catalysis of oxidation reactions. In this work, gold nanoparticles stabilized with the aminoacid N-acetyl-L-cysteine (NAC-AuNPs) were synthesized and their catalytic activity towards aromatic aldehydes and amines was investigated. NAC-AuNPs were characterized through ultraviolet and visible absorption spectroscopy UV-VIS, Raman scattering spectroscopy and Surface Enhanced Raman Scattering (SERS), zeta potential measurement through Dynamic Light Scattering (DLS) and scanning electron microscopy (SEM). In the present work, NAC-AuNPs were satisfactorily obtained with dimensions around 25 nm and firstly promoted the oxidation of benzaldehyde under mild conditions (dichloromethane as solvent, ambient temperature, 48 hours of reaction under stirring) to benzoic acid with a conversion of 97%. Subsequently, the attempt to obtain an amide by adding octylamine and 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydro (EDC, carboxylic acid activator) to the same reaction system under stirring for 24 hours (one-pot amidation) led amazingly to the formation of an imine with excellent conversion and yield (> 99% and 98% respectively). Thereafter, control experiments concluded that the presence of EDC was dispensable and that the presence of NAC-AuNPs was of extreme importance for the formation of an imine from the benzaldehyde having a carboxylic acid as intermediate. A new optimization containing the octylamine in the second stage of the reaction was executed in order to obtain imines in the new working system, and the results showed that DCM and NAC-AuNPs at 3.6 x 10-3% m / V were presented as the optimum reaction condition (conversion of > 99%). The substrate scope was evaluated under the optimum conditions set forth above with different aromatic aldehydes and aromatic and aliphatic amines, in which imines could be obtained in good to excellent yields (67% to 99%). All products were characterized by 1H and 13C NMR; products that were obtained as powders could also be characterized by powder X-ray diffraction (XRD).

Orientadores: Daniela Zanchet, Regina Buffon / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T08:37:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aragao_IsaiasBarbosa_M.pdf: 4247291 bytes, checksum: 09937fc60abf375cebc0a59dc22ae39a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Nanopartículas (NPs) e os ligantes em sua superfície vêm ganhando espaço como meio suporte devido a suas propriedades que aliam o comportamento da catálise homogênea com a heterogênea. Em longo prazo, imagina-se que o controle do ambiente local de espécies ancoradas na superfície destas NPs possa mimetizar o sítio catalítico de enzimas. Visando explorar a influência do ambiente local, foi avaliado o desempenho do catalisador de Grubbs de primeira geração em duas condições: encapsulado em matriz de sílica e na presença de NPs de ouro (NPs-Au). Apesar das reações de encapsulamento pelo método sol-gel serem rotas bastante exploradas, os resultados não foram encorajadores devido à desativação do complexo de rutênio nas condições de formação do gel, tanto pela via hidrolítica quanto não-hidrolítica. Com relação às NPs-Au, elas foram sintetizadas com misturas de ligantes (1-octanotiol e ácido 3-mercaptopropiônico), mostrando separação de fases dos ligantes, com a formação de domínios (raias). Nos estudos com catalisador de Grubbs em reações de metátese (autometátese do 1-hexeno e polimerização por abertura de anel do 1,5-ciclooctadieno), tanto a presença das NPs-Au como a de tiol livre tiveram influência negativa, levando a sua desativação prematura. Na presença de NPs-Au, houve queda da atividade, chegando a conversões nulas para razões mássicas maiores de que 1 mg de ouro/10 mg de catalisador, estando possivelmente associado à complexação das mercaptanas das NPs-Au com o complexo de rutênio. Buscando viabilizar o ancoramento do catalisador nas NPs-Au, sintetizou-se um ligante carbeno NHC com a funcionalização do esqueleto carbônico posterior do anel com um grupamento alil, que representa a primeira etapa para introdução de grupos funcionais e ancoramento em NPs / Abstract: The use of nanoparticles (NPs) and their protecting layer as support in catalysis start to be exploited, due to their unique characteristics at the interface of homogeneous and heterogeneous catalysts. At long term, the tuning of the local environment of catalytic species anchored on the surface of NPs may be a way to mimic the active site of enzymes. Aiming to explore the influence of the local environment, we evaluated the activity of the first generation Grubbs catalyst under two conditions: encapsulating it in a silica matrix and in the presence of gold NPs (NPs-Au). Although the heterogenization via the sol-gel method is a well-known and well-explored route, we could not obtain good results due to catalyst deactivation under gel formation in both hydrolytic and non-hydrolytic (nonaqueous) conditions. Considering the NPs-Au, they were synthesized with success using a mixture of ligands (1-octanethiol and 3-mercaptopropionic acid) that showed phase segregation and formation of stripes. The evaluation of the Grubbs catalyst on metathesis reactions (self-metathesis of 1-hexene and ring opening polymerization of 1,5-ciclooctadiene) showed premature deactivation in the presence of both NPs-Au and free thiol. In the presence of NPs-Au, the catalytic activity descreased, achieving null results when weight ratios bigger than 1mg of NPs-Au to 10 mg of catalyst were used, possibly associated to the interaction between the mercaptans and the ruthenium catalyst. To make possible the catalyst anchoring on the NPs-Au surface, a NHC carbene with an allyl group on its carbon backbone was synthesized, corresponding to the first step to introduce functional groups to the catalyst / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

Orientadores: Carlos Rettori, Pascoal José Giglio Pagliuso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-22T06:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lesseux_GuilhermeGorgen_M.pdf: 14003739 bytes, checksum: b737fc7f0d847cdc75e895351974e1e2 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Compostos nanoestruturados têm atraído cada vez mais atenção do ponto de vista tecnológico devido às inúmeras possibilidades em termos de aplicação nas mais diversas áreas. Além da motivação em termos de aplicação, o aumento da proporção de átomos na superfície em relação ao volume e a redução da dimensionalidade nestes compostos trazem consigo novas questões em física. Com base nisso, o estudo científico sistemático destas questões é fundamental para o desenvolvimento da nanociência e da nanotecnologia de forma geral. No presente trabalho são estudadas propriedades magnéticas de três tipos de nanopartículas (NPs): i) NPs de Au assistidas por óxidos do tipo R2O3 (R = Er e Y) que exibem propriedades ferromagnéticas; ii) NPs metálicas, Au e Ag, com a impureza magnética Er3+ diluída permitindo assim a sondagem microscópica de propriedades físicas por Ressonância de Spin Eletrônico; iii) E, por fim, NPs de NaYF4 mono e codopadas com os íons de terras raras RE = Yb3+, Er3+ e Tm3+ nas quais foi possível verificar o fenômeno de upconversion. Com base em adaptação de métodos estabelecidos na literatura, [1_3] foi desenvolvida uma rota química para a obtenção de NPs de Au com propriedades ferromagnéticas acentuadas pela incorporação de óxidos. A partir da magnetização de saturação em 2 K e baseado em uma análise termogravimétrica (TGA) estimou-se um momento magnético efetivo de aproximadamente 0.2 µB por átomos de Au na superfície das NPs. Além da caracterização magnetometrica típica, observou-se uma linha intensa de ESR em banda-X desde 370 K até 4.2 K. Esta ressonância possui intensidade praticamente constante caracterizando a ressonância observada como ferromagnética (FMR). Estes resultados são interpretados com base na ligação entre a capa orgânica (capping), o óxido R2O3 e os átomos de Au gerando uma hibridização efetiva dos orbitais 5d-6s dos elétrons do Au. Esta hibridização seria, então, responsável por tornar a camada 5d do Au magnética devido a spins não compensados nos orbitais 5d. As NPs metálicas com impurezas de Er3+ foram obtidas por uma variação do método utilizado para as NPs de Au ferromagnéticas. Os valores de g e as estruturas hiperfinas observadas indicam que o íon Er3+ está em um sítio cúbico tanto nas partículas de Ag como nas de Au. Os espectros de ESR mostram que não há deslocamento de g e relaxação tipo Korringa devido à interação de troca entre os spins do Er3+ e os dos elétrons de condução, sugerindo assim que esta interação de troca não ocorre em NPs metálicas. Por fim, as NPs de NaYF4 dopadas com RE = Yb3+, Er3+ e Tm3+ foram obtidas por um método estabelecido na literatura. [4, 5] A incorporação, o estado de oxidação e a concentração dos íons magnéticos Er3+ e Yb3+ foram confirmados por medidas de magnetização dc e de ESR. Observou-se emissão visível no verde e no azul para amostras codopadas com 20%Yb3+ / 2%Er3+ e 30%Yb3+ / 0.5%Tm3+, respectivamente, devido ao fenômeno conhecido como upconversion / Abstract: Nanostructured compounds have attracted growing attention from the technological point of view due to numerous possibilities in terms of application in several areas. Besides, the large surface/volume atoms ratio and the reduced dimensionality of these nanocompounds raised new fundamental physical issues. Therefore, a detailed and systematic scientific study regarding these phenomena is crucial for the sake of nanoscience and nanotechnology development. In this dissertation, we thoroughly investigated the magnetic properties of three different types of nanoparticles (NPs): i) Au NPs assisted by oxides R2O3 (R = Er and Y) which present unexpected ferromagnetic properties; ii) diluted magnetic Er3+ impurities in Ag and Au NPs, which allow Electron Spin Resonance to study several microscopic local physical properties and, finally, iii) single and co-doped Yb3+, Er3+ and Tm3+ NaYF4 NPs that allowed to verify the up-conversion phenomena in these NPs. After adapting and improving already established methods reported in the literature, [1_3] we developed a novel chemical route to obtain Au-NPs with enhanced ferromagnetic properties by oxide incorporation. Based on the saturation magnetization at 2 K and thermogravimetric analysis (TGA), we estimated an effective magnetic moment of µeff ¿ 0.2 µB per Au atom on the surface of the NPs. Besides the typical magnetometric characterization, we also carried out X-band ESR experiments. An intense ESR line was observed in the range of 4.2K = T = 370K with an integrated signal intensity which is almost constant in the entire T-range. Based on our results, the observed ESR signal is attributed to a ferromagnetic resonance (FMR). These results are discussed in terms of bonds between the NP-capping ligands and the Au atoms, which give rise to an effective hybridization between the 5d-6s electrons at the surface of the AuNPs. This hybridization might be the responsible mechanism for the Au 5d shell to become magnetic due to uncompensated spins in the 5d orbitals. The metallic Er3+ doped Ag and Au NPs were obtained by a slightly modified method used to get the ferromagnetic Au -NPs. The ESR g-values and observed hyperfine splitting indicate a cubic symmetry for the Er3+ ions in the Ag and Au NPs. Furthermore, we observed no g-shift and Korringa relaxation due to the exchange interaction between the magnetic rare-earth impurities and the conduction electron spins. This fact suggests that such an exchange interaction is negligible in metallic NPs. Finally, the Er3+, Yb3+ and Tm3+ doped NaYF4 NPs were obtained by a method already established in the literature. [4, 5] The incorporation of the Er3+ and Yb3+ ions as well as their oxidation state and concentration were confirmed by T-dependent magnetization and ESR measurements. For the co-doped NaYF4 NPs, we observed by naked eye the expected green and blue emitted lights of Yb/Er and Yb/Tm, respectively, due to a phenomenon known as upconversion / Mestrado / Física / Mestre em Física

Este trabalho teve como objetivo estudar e caracterizar filmes de nanocompósitos de polipirrol dopado com índigo carmim e dodecilsulfato combinados com nanopartículas de ouro para aplicação como biossensores eletroquímicos de pesticida. Primeiramente sintetizou-se três filmes a 10 e 25 ºC por voltametria cíclica: polipirrol dopado com índigo carmim (PPi-IC), polipirrol dopado com índigo carmim contendo nanopartículas de ouro (PPi-IC-NPAu) e polipirrol dopado com índigo carmim e dodecilsulfato de sódio, contendo nanopartículas de ouro (PPi-IC-DS-NPAu). Nesses filmes foram realizadas caracterizações estruturais, morfológicas, ópticas e eletroquímicas, utilizando espectroscopia no infravermelho, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia UV-VIS-NIR e voltametria cíclica. Os filmes sintetizados a 10 ºC foram modificados com a enzima acetilcolinesterase (AChE), sendo posteriormente caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e voltametria cíclica. Os resultados obtidos mostraram que a interação da enzima com os filmes de polipirrol é dependente de sua composição. A presença de DS não favoreceu a sua imobilização, sendo assim, os filmes de PPi-IC e PPi-IC-NPAu foram os materiais mais adequados para a imobilização física da AChE, sendo capazes de detectar o pesticida metil paration (MP) através da porcentagem de pesticida inibido pela ação da AChE em relação ao cloreto de acetiltiocolina (ATCl). Essa detecção foi realizada por voltametria cíclica, onde a resposta do biossensor é medida a partir da diminuição da corrente produzida. Isso ocorre porque o MP se encontra em contato com a AChE e inibe a ação da mesma, impedindo a hidrólise da ATCl, o que faz diminuir a corrente, pois não há produção de tiocolina, que é produto da hidrólise e uma espécie eletroativa. Os filmes apresentaram sensibilidades (% de inibição por mmol L-1 de pesticida) de 1,9×106 (R2 0,976) e 2,7×106 (R2 0,964) e limites de detecção de 4,15 e 14,8 ng L-1, para PPi-IC-AChE e PPi-IC-NPAu-AChE respectivamente. / The goal of this work was to study and characterize nanocomposite films of gold nanoparticles with indigo carmine and dodecylsulfate doped polypyrrole for application as electrochemical biosensor for pesticide. Initially, three films were synthesized by cyclic voltammetry at 10 and 25 ºC: polypyrrole doped with indigo carmine (PPy-IC), polypyrrole doped with indigo carmine containing gold nanoparticles (PPy-IC-AuNP) and polypyrrole doped with indigo carmine and sodium dodecylsulfate containing gold nanoparticles (PPy-IC-DS-AuNP). These films were studied by structural, morphological, optical and electrochemical characterization, using infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, UV-VIS-NIR spectroscopy and cyclic voltammetry. The films synthesized at 10 ºC were modified with acetylcholinesterase (AChE) enzyme; followed by characterization with scanning electron microscopy, Raman spectroscopy and cyclic voltammetry The results showed a preferential immobilization of the enzymes on films without DS, therefore, PPy-IC and PPy-IC-AuNP were the most suitable materials for the physical immobilization of AChE and for detection of methyl parathion (MP) pesticide through the percentage of pesticide inhibited by the action of AChE on acetylthiocholine chloride (ATCl). This detection was carried out by cyclic voltammetry, where the biosensor response is measured as a decrease of the produced current. The decrease in current occurs because MP reaches the AChE, inhibiting the action of the enzyme, avoiding the hydrolysis of ATCl, leading to the decrease of current as no thiocholine (an electroactive specie, product of the hydrolysis) is produced. The films presented sensitivities (inhibition percentage per mmol L-1) of 1.9×106 (R2 0.976) and 2.7×106 (R2 0.964) and detection limits of 4.15 and 14.8 ng L-1 for PPy-IC-AChE and PPy-IC-AuNP-AChE respectively.