O memristor é um dos dispositivos mais promissores sendo estudados para múltiplos usos em sistemas eletrônicos, com aplicações desde memórias não voláteis a redes neurais artificiais. Seu funcionamento é baseado na formação e ruptura de filamentos condutores nanométricos, o que altera drasticamente a resistência do dispositivo. Estes filamentos são formados pela acumulação de vacâncias de oxigênio, portanto um profundo entendimento da autodifusão de oxigênio nestes sistemas é necessário. Medidas acuradas da difusão em óxidos metálicos foi obtida com o desenvolvimento de uma análise quantitativa do espectro em energia de elétrons retroespalhados. A inovadora técnica de RBS de elétrons (ERBS) utiliza elétrons de alta energia ( 40 keV) para investigar a região próxima a superfície (10–100 nm). Medidas da região de alta perda de energia – chamada de Spectroscopia de Perda de Alta-Energia de Elétrons Refletidos (RHEELS) – também exibe características da estrutura eletrônica dos materiais. Um procedimento cuidadoso para o ajuste de espectros de ERBS foi desenvolvido, e então aplicado na análise de amostras multi camada de Si3N4/TiO2, e medidas de band gap de alguns óxidos, como SiO2, CaCO3 e Li2CO3. Simulações de Monte Carlo foram empregadas no estudo dos efeitos de espalhamento múltiplo nos espectros de ERBS, e uma descrição dielétrica dos espalhamentos inelásticos extendeu as simulação para também considerarem os picos de exitação plasmônica observados em RHEELS. Estas ferramentas de análise foram integradas em um pacote chamado PowerInteraction. Com o uso deste, uma série de medidas de autodifusão de oxigênio em TiO2 foram conduzidas. As amostras eram compostas por dois filmes de TiO2 depositados por sputtering, um dos quais enriquecido com isótopo 18 de oxigênio. Após tratamentos térmicos, perfis de difusão foram obtidos pelo rastreio das concentrações relativas dos isótopos de oxigênio nos dois filmes. Do comportamento logarítmico dos coeficientes de difusão em relação à temperatura, uma energia de ativação de 1.05 eV para a autodifusão de oxigênio em TiO2 foi obtida. Análises por feixes de íons, como RBS e NRA/NRP (Análise/Perfilometria por Reação Nuclear), também forneceram informações complementares. / The memristor is one of the most promising devices being studied for multiple uses in future electronic systems, with applications ranging from nonvolatile memories to artificial neural networks. Its working is based on the forming and rupturing of nano-scaled conductive filaments, which drastically alters the device’s resistance. These filaments are formed by oxygen vacancy accumulation, hence a deep understanding of the self-diffusion of oxygen in these systems is necessary. Accurate measurements of oxygen self-diffusion on metal oxides was achieved with the development of a quantitative analysis of the energy spectrum of the backscattering of electrons. The novel technique called Electron Rutherford Backscattering Spectroscopy (ERBS) uses the scattering of high energy electrons ( 40 keV) to probe the sample’s near surface (10–100 nm). Measurements of the high energy loss region – called Reflection High-Energy Electron Loss Spectroscopy (RHEELS) – also exhibit characteristics of the material’s electronic structure. A careful procedure was developed for the fitting of ERBS spectra, which was then applied on the analysis of multi-layered samples of Si3N4/TiO2, and measurements of the band gap of common oxides, such as SiO2, CaCO3 and Li2CO3. Monte Carlo simulations were employed to study the effects of multiple elastic scatterings in ERBS spectra, and a dielectric function description of inelastic scatterings extended the simulation to also consider the plasmon excitation peaks observed in RHEELS. These analysis tools were integrated into a package named PowerInteraction. With its use, a series of measurements of oxygen self-diffusion in TiO2 were conducted. The samples were composed of two sputtered deposited TiO2 layers, one of which was enriched with the 18 mass oxygen isotope. After thermal annealing, diffusion profiles were obtained by tracking the relative concentration of oxygen isotopes in both films. From the logarithmic temperature dependence of the diffusion coefficients, an activation energy of 1.05 eV for oxygen self-diffusion in TiO2 was obtained. Common ion beam analysis, such as RBS and NRA/NRP (Nuclear Reaction Analysis/Profiling), were also used to provide complementary information.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T04:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295070.pdf: 8405081 bytes, checksum: cfb7975c7122107dfa888cfcddb05853 (MD5) / Os termos nanociência e nanotecnologia correspondem à área do conhecimento que manipula a matéria em escala nanométrica e referem-se ao estudo e as aplicações tecnológicas de objetos e dispositivos que tenham ao menos uma das suas dimensões físicas na ordem de alguns nanômetros. O objetivo deste trabalho foi avaliar a toxicidade de nanopartículas lipídicas (F1, F2, F3, F4, F5, F7 e F8), poliméricas (F9) e metálicas (dióxido de titânio), além do ácido fosfotúngstico (HPW), in vitro, em duas linhagens celulares, de fibroblasto de rim de macaco (Vero) e fibroblasto de rim de cachorro (MDCK), e in vivo, em camundongos. Através dos ensaios in vitro foi possível dizer que as nanopartículas lipídicas e poliméricas estudadas mostraram-se biocompatíveis, uma vez que apenas algumas delas mostraram uma baixa toxicidade, com alto valor de IC50, quando comparadas com a IC50 de outras nanopartículas comumente usadas. Para a nanopartícula de TiO2, a mesma parece interferir nos métodos de avaliação da toxicidade in vitro, sendo que a toxicidade desta nanopartícla pôde ser comprovada através da análise do ciclo celular. Da mesma forma, o HPW demonstrou citotoxicidade nos ensaios de viabilidade in vitro, porém ambos, TiO2 e HPW não demonstraram toxicidade em concentrações abaixo de 100 µg/mL. A avaliação da toxicidade das nanopartículas in vivo foi realizada com as nanopartículas F3, F5, F9 e de TiO2. Foi avaliado o peso dos animais de cada grupo no primeiro e último dia de tratamento, o peso dos órgãos de cada animal após os mesmos serem sacrificados, além de parâmetros hematológicos e bioquímicos, usados comumente como indicativos de toxicidade. Através dos ensaios de toxicidade in vivo, as nanopartículas F3 e F9 demonstraram toxicidade renal e hepática, respectivamente, através de parâmetros bioquímicos que são usados para identificar tais alterações. As nanopartículas de TiO2 causaram alterações nos parâmetros hematológicos e bioquímicos, que caracterizam dano hepático, além de esplenomegalia.

PEREIRA, Walysson Gomes. Síntese e funcionalização de nitrosilo complexos de rutênio do tipo cis-[Ru(bpy)2(L)NO] em nanopartículas metálicas. 2016. 94 f. Dissertação (Mestrado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2016-12-27T20:35:17Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_wgpereira.pdf: 3712179 bytes, checksum: 19948ef082288efb3f3685f1fb15b70c (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-12-28T15:11:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_wgpereira.pdf: 3712179 bytes, checksum: 19948ef082288efb3f3685f1fb15b70c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-28T15:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_wgpereira.pdf: 3712179 bytes, checksum: 19948ef082288efb3f3685f1fb15b70c (MD5) Previous issue date: 2013 / In the present work was carried out the synthesis nitrosyl complex ruthenium cis-[Ru(bpy)2(L) NO]n+, where L = sulfite or 1,4-dithiane. The synthesis of complexes made with the aim of studying the interaction of the compounds with metal nanoparticles. The nitrosyl complex induces the irreversible aggregation of both AgNPs as AuNPs, suggesting the interaction of the compounds with the surface of the nanoparticle by adsorption via a sulfur bonding and/ or electrostatic interaction. It was found that, among the nitrosyl complexes used only cis-[Ru (bpy)2(1,4-dt )NO] 3+ interacts with silver nanoparticles protected by galactomannan, thus indicating the functionalization of the surface of the nanoparticles by nitrosyl complex via the sulfur atom. It is evident the increase in amount of NO released from the complex anchored nanoparticles when compared to the free compound. This indicates a contribution of the SPR ban of GFD-NPsAg in the photorelease of NO from nitrosyl studied complex. / No presente trabalho foi realizada a síntese de nitrosilo complexos de rutênio do tipo cis-[Ru(bpy)2(L)NO]n+, onde L = sulfito ou 1,4-ditiano. A síntese dos complexos se deu com o objetivo de estudar a interação dos compostos com nanopartículas metálicas, de prata e de ouro. Os nitrosilo complexos induzem a agregação irreversível tanto de NPsAg quanto de NPsAu, sugerindo a interação dos compostos com a superfície das nanopartículas, por adsorção via átomo de enxofre e/ou atração eletrostática. Foi verificado que, dentre os nitrosilo complexos utilizados, apenas o cis-[Ru(bpy)2(1,4-dt)NO]3+ interage com as nanopartículas de prata protegidas por galactomanana, indicando assim a funcionalização da superfície das nanopartículas pelo nitrosilo complexo via átomo de enxofre. É evidenciado o aumento da quantidade de NO liberado a partir do complexo ancorado as nanopartículas quando comparado ao complexo livre. Este fato indica uma contribuição da banda de SPR das GFD-NPsAg na fotoliberação do NO a partir do nitrosilo complexo estudado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-16T03:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349285.pdf: 2122011 bytes, checksum: 5aff9358f49fceabb5556cac56b77235 (MD5) Previous issue date: 2017 / Este trabalho apresenta um estudo sobre reações de contaminação e descontaminação em nanopartículas metálicas, em diferentes situações. Reações que envolvem enxofre têm sempre grande apelo das industrias petroquímicas, principalmente na catalise metálica que envolve qualquer tipo de refinamento em misturas com hidrocarbonetos. A perda da eficiência catalítica devido a contaminação completa do catalisador (envenenamento) é inevitável, uma das finalidades desse trabalho é compreender como o envenenamento age sobre as nanopartículas, e poder aumentar a vida útil do catalisador ou reproduzir um processo de revitalização (descontaminação) do mesmo. Simulamos computacionalmente reações de contaminação em nanopartículas metálicas por enxofre através do método de Monte Carlo, e de uma abordagem particular do modelo de gás de rede.O primeiro modelo simulado foi o de Ising, grandemente usado em sistemas magnéticos, onde novos estudos associam esse tipo de modelo aplicado a contaminações químicas por gás hidrogênio. Obteve-se resultados que representam algum tipo de contaminação, porém não servindo para uma caracterização que represente uma reação de sulfetação. O segundo modelo simulado foi o de gás de rede, não mapeado por um modelo de Ising, para reações de sulfetação e redução termicamente ativadas. Os resultados obtidos foram satisfatórios, moldando-se bem aos experimentos. A modelagem computacional conclusiva apresentada nesse trabalho torna possível combinar parâmetros para caracterizar diferentes tipos de processos em uma reação, sendo um modelo muito versátil para estudar reações termicamente ativadas. / Abstract : This work presents a study on contamination and decontamination reactions in metallic nanoparticles in different situations. Reactions involving sulfur always have great appeal to the petrochemical industries, mainly in the metal catalysis that involves any type of refining mixtures with hydrocarbons. The loss of catalytic efficiency due to complete contamination of the catalyst (chemical poisoning) is inevitable. One of the purposes of this work is to understand how the poisoning acts on the nanoparticles and how to increase the life of the catalyst or to reproduce a process of revitalization (decontamination) of it.We have simulated computationally the contamination reactions in metallic nanoparticles by sulfur using the Monte Carlo method, and a particular approach of the lattice gas model.The first simulated system was the Ising model, widely used in magnetic systems, where recent studies associate this type of model to chemical contaminations by hydrogen gas. Our results do represent some type of contamination, but not that of sulfidation. The second simulated model was the lattice gas, not derived from an Ising model, for thermally activated sulfidation and reduction reactions. The results obtained were satisfactory, presenting good accordance with the experiments.The final computational model presented in this work makes it possible to combine parameters to characterize different types of processes in a reaction, being a very versatile model to study thermally activated reactions.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:11:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345867.pdf: 2684730 bytes, checksum: 03cdd0c0eb5e5be8737434236b48f26d (MD5) Previous issue date: 2016 / Atualmente, com o uso da nanotecnologia, vem se buscando o desenvolvimento de aditivos que apresentem propriedades antimicrobianas e com baixo grau de toxicidade, possibilitando a aplicação em diversos setores industriais, em específico na indústria de tintas. As tintas com propriedades antimicrobianas possibilitam uma maior segurança ao usuário, eliminando agentes patogênicos que poderão causar doenças quando em contato com o ser humano. Desta forma, as nanopartículas de óxido de zinco vêm despertando um grande interesse científico e tecnológico como agente antimicrobiano inorgânico devido ao seu efeito oligodinâmico. Nesta direção, este trabalho tem como objetivo estudar o efeito oligodinâmico de nanopartículas de óxido de zinco nas propriedades antimicrobianas de tintas acrílicas. Para tanto, foram desenvolvidas tintas acrílicas com diferentes concentrações de nanopartículas de óxido de zinco e, posteriormente, foram realizadas as caracterizações microbiológicas e físico-químicas dessas tintas. Ainda, as tintas aditivadas foram submetidas a exposição à radiação ultravioleta com a finalidade de aproximar uma situação real de aplicação e, posteriormente, foram caracterizadas as propriedades microbiológicas e físico-químicas, verificando se houveram alterações consideráveis. Os resultados microbiológicos de curva de morte comprovaram que a adição de nanopartículas de óxido de zinco (NanoZnO) conferem a tinta acrílica a propriedade bactericida sendo esta proporcional à concentração de incorporação. Os ensaios de DSC, FTIR, DRX demostraram que a incorporação de NanoZnO não alteraram significativamente a estrutura química e nem sua organização microestrutural dos filmes formados de tinta no substrato. Os resultados de reologia demostraram que a adição de NanoZnO nas tintas acrílicas ocasiona aumento na viscosidade. Os ensaios de migração demostraram que ocorre uma pequena liberação de espécies de zinco, porém abaixo do limite máximo especificado pelos órgãos reguladores responsáveis. Ainda, posterior a exposição aos raios ultravioleta dos filmes de tinta contendo NanoZnO, os testes de curva de morte comprovaram que não há alteração significativa na eficiência antimicrobiana. Os resultados de FTIR demostraram que a adição de NanoZnO estão agindo como agentes absorvedores de radiação UV, protegendo o filme polimérico contra a degradação. Ensaio de DSC e TGA demostraram que ocorre mudança microestrutural na tinta sem adição de NanoZnO. Os resultados de MEV e EDS demostram que não há alterações superficiais e pequenos aglomerados de NanoZnO ao longo do filme seco de tinta formado. Desta forma, pode-se dizer que a adição de nanoZnO nas tintas acrílicas proporcionaram propriedade bactericida sem ocasionar mudanças significativas microestruturais. Ainda, as NanoZnO atuam como agente absorvedor de UV para a tinta acrílica quando exposto à radiação solar.<br. / Abstract : Currently the use of nanotechnology, has been seeking to develop additives that have antimicrobial and low degree of toxicity properties, allowing application in many industrial sectors in particular the paint industry. The inks with antimicrobial properties enable greater security to the user, eliminating pathogens that can cause disease when in contact with humans. Thus, the zinc oxide nanoparticles have attracted a great scientific and technological interest as inorganic antimicrobial agent due to its oligodynamic effect. This work aims to study the oligodynamic effect of zinc oxide nanoparticles in antimicrobial properties of acrylic paints. Acrylic paints were developed with different concentrations of zinc oxide nanoparticles, and were later carried out the microbiological and physical-chemical characterization of these inks. Further, the doped coatings were subjected to exposure to ultraviolet radiation in order to approximate an actual situation of application and subsequently, microbiological properties and physic-chemical were characterized by checking if there were significant changes. The microbiological death curve results have shown that an addition of zinc oxide nanoparticles (NanoZnO) improve an acrylic paint the bactericidal property that is proportional to the concentration of incorporation. The DSC, FTIR, and XRD test show that the incorporation of NanoZnO does not significantly alter the chemical structure and its microstructural organization. The rheology results show that an addition of NanoZnO in the acrylic paints causes an increase in viscosity. The migration test show that a small release of zinc species occurs, but below the specified limit for responsible regulatory organs. Furthermore, after exposure of the films paint containing NanoZnO, the death curve tests show that there is no significant change in antimicrobial efficiency. FTIR results demonstrated that an addition of NanoZnO is acting as UV radiation absorbing agents, protecting the polymer film against degradation. DSC and TGA tests show that microstructural change occurs in the paint without addition of NanoZnO. SEM results in conjunction with EDS demonstrate that they are not superficial and small agglomerates of NanoZnO throughout the polymer film. Thus, it is concluded that an addition of nanoZnO in the acrylic paints provides bactericidal property without causing significant microstructural changes. Still, as NanoZnO act as UV absorbing agent for an acrylic paint when exposed to solar radiation.

Neste trabalho, foram desenvolvidas e caracterizadas nanopartículas (NPs) mono e bimetálicas PdxCu1-x (x = 1, 0,7, 0,5, 0,3, 0). A forma, as dimensões e a cristalinidade das NPs isoladas foram avaliados por microscopia eletrônica de transmissão (TEM e HRTEM). Adicionalmente, estas foram suportadas em carbono Vulcan a fim de obter catalisadores heterogêneos (PdxCu1-x/C), cujas propriedades eletrônicas e estruturais foram sondadas por uma associação de técnicas complementares. Entre elas, a difração de raios-X (XRD) e a absorção de raios-X (XAS) foram fundamentais para verificar, para os casos bimetálicos, a formação de nanoligas metálicas com composições próximas às esperadas. Além disso, medidas de espectroscopia de fotelétrons excitados por raios-X, XPS, indicaram mudanças em função da composição na estrutura eletrônica dos átomos de Pd e de Cu presentes nas superfícies das amostras, sendo as mudanças mais pronunciadas nos níveis eletrônicos de valência do que nos níveis de caroço. Das análises por XPS, também se verificou que a quantidade de oxigênio ligado a ambos os metais é inversamente proporcional à concentração de Pd presente nas amostras como preparadas. A reatividade dos sistemas PdxCu1-x/C durante processos sob atmosfera redutora (CO, monóxido de carbono) e oxidante (ar sintético) foi avaliada através de medidas de XAS in situ na borda K do Cu. Foi possível observar diferenças nas cinéticas de redução dos átomos de Cu de cada uma das amostras durante a reação com CO, sendo que a redução mostrou-se tão mais rápida quanto mais ricas em Pd são as amostras. Durante a reação com ar sintético, também se observou que o comportamento das amostras é fortemente influenciado pela composição. Da correlação entre os resultados da caracterização eletrônica e o comportamento das amostras em condições reacionais, inferiu-se que as amostras cujas bandas de valência estão mais ligadas apresentaram interações mais intensas com átomos de oxigênio. / In the present work, PdxCu1-x (x = 1, 0,7, 0,5, 0,3, 0) nanoparticles (NPs) were prepared and characterized. The size, shape and crystallinity of the isolated NPs were probed by transmission electron microscopy (TEM and HRTEM). Additionally, the NPs were supported on Vulcan in order to prepare heterogeneous catalysts (PdxCu1-x /C), whose electronic and structural properties were probed by an association of experimental techniques. Among them, X-ray diffraction (XRD) and X-ray absorption (XAS) were fundamental to prove, for the bimetallic cases, the formation of nanoalloys with compositions close to those expected. The X-ray photoelectrons spectroscopy (XPS) measurements indicated that the electronic structure of the Pd and Cu atoms within the samples´ surfaces depends on the NPs´ compositions. Moreover, the compositional effects proved to be more intense in the valence levels than in the core levels. Also from XPS data, it was verified that the amounts of oxygen atoms bonded to both Pd and Cu atoms is inversely proportional to the concentration of Pd present in the sample. The reactivity of the PdxCu1-x/C systems during reactions under reducing (CO, carbon monoxide) and oxidant (synthetic air) atmospheres was evaluated by in situ XAS measurements at the Cu K edge. It was possible to observe that each sample presented different kinetics of reduction of the Cu atoms during the reaction with CO, and the reduction proved to be as faster as Pd-richer is the sample. During the reaction with synthetic air, it was also observed that the behaviour of the samples is strongly influenced by the composition. From the correlation between the results of the electronic characterization and the behaviour of the samples under reaction conditions, it was inferred that the samples whose valence bands are more bonded showed more intense interactions with oxygen atoms.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-12-13T03:02:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338957.pdf: 7097983 bytes, checksum: d5150be2ee1078b05c5815a8f0bc56b1 (MD5) Previous issue date: 2015 / A nanotecnologia é vista como um campo emergente que envolve a produção, processamento e aplicação de estruturas, dispositivos e sistemas pelo controle da forma e tamanho em escala nanométricaAs nanopartículas de prata (AgNPs) tem tido grande atenção e emergido como principal produto do campo na nanotecnologia. Essas nanopartículas apresentam propriedades antimicrobianas mais eficientes que outros sais de prata, devido a maior área de superfície e a baixa solubilidade, o que permite melhor contato com os microorganismos. Neste contexto, esta tese visa a obtenção de uma rota de síntese de nanopartículas de prata, com posterior desenvolvimento de nanocompósitos via polimerização em suspensão do estireno para obtenção de poliestireno expansível (EPS) com propriedades antimicrobianas. E, portanto, o estudo visa a aplicação do EPS/AgNP como embalagens para acondicionamento de pescados, com o intuito de garantia de qualidade e segurança alimentar, tendo em vista o grupo de bactérias estudado (E.coli, S.aureus e S.TYPHIMURIUM). As nanopartículas de prata (AgNPs) foram sintetizadas por rotas de sínteses tradicionais em meio aquoso, com condições otimizadas através de delineamento experimental. Tais nanopartículas sofreram hidrofobização usando ácido oleico e ácido fosfórico como agentes de transferência de fase. Após hidrofobizadas as nanopartículas foram transferidas para o monômero estireno, o qual foi polimerizado via reação de polimerização em suspensão. Os polímeros antimicrobianos desenvolvidos foram caracterizados para avaliar a influência da adição das AgNPs nas propriedades finais desses materiais em relação ao poliestireno puro. A partir dos resultados, as AgNPs foram incoporadas no polímero a partir da concentração bacteriostática, obtendo-se sistema estável e polímero com características adequadas de aplicação industrial, em termos de concentração de prata, distribuição de tamanho de partícula polimérica, massa molecular polimérica e monômero residual. E, apesar, da baixa concentração de AgNP na matriz polimérica (~ 0,51%) foi possível obter poliestireno expansível com características antimicrobianas, frente E. coli, S.aureus e S. TYPHIMURIUM, bactérias que entram no grupo de controle de qualidade para pescados, de acordo com a legislação brasileira e europeia.<br> / Abstract : Nanotechnology is seen as an emerging field that involves the production, processing and application of structures, devices, and systems by controlling shape and nanometer size scale. The silver nanoparticles (AGNPs) have had great attention and emerged as the main product of the field in nanotechnology. These nanoparticles show more effective antimicrobial properties than other silver salts due to the greater surface area and low solubility, which allows better contact with the microorganisms. In this context, this Ph.D. dissertation aims at obtaining a route for the synthesis of silver nanoparticles with subsequent development of nanocomposites via the styrene suspension polymerization to obtain expandable polystyrene (EPS) with antimicrobial properties. And therefore, the study aims to apply the EPS / AgNP as package for fish packaging, with the quality assurance of development and food security, taking into account the group studied bacteria (E. coli, S. aureus and S. TYPHIMURIUM). The silver nanoparticles (AGNPs) were synthesized by traditional synthesis routes in an aqueous medium with optimal conditions by experimental design. Such nanoparticles have undergone hydrophobic oleic acid and used phosphoric acid as phase transfer agents. After the nanoparticles have been hydrophobized, they were transferred to the styrene monomer, which was polymerized via suspension polymerization reaction. The developed antimicrobial polymers were characterized to assess the influence of the addition of AGNPs in the final properties of these materials compared to pure polystyrene. From the results, AGNPs were embedded in the the polymer from the bacteriostatic concentration, obtaining stable polymer system and adequate characteristics of industrial application in terms of the silver concentration distribution of polymer particle size, polymer molecular weight and monomer residual. And, in spite of the low concentration of AgNP in the polymer matrix (~ 0.51%), it was possible to achieve expandable polystyrene with microbial characteristics, against E. coli, S. aureus and S. TYPHIMURIUM bacteria, which enter the quality control group to fish, according to the Brazilian and European legislation.

Neste trabalho, foram desenvolvidas e caracterizadas nanopartículas (NPs) mono e bimetálicas PdxCu1-x (x = 1, 0,7, 0,5, 0,3, 0). A forma, as dimensões e a cristalinidade das NPs isoladas foram avaliados por microscopia eletrônica de transmissão (TEM e HRTEM). Adicionalmente, estas foram suportadas em carbono Vulcan a fim de obter catalisadores heterogêneos (PdxCu1-x/C), cujas propriedades eletrônicas e estruturais foram sondadas por uma associação de técnicas complementares. Entre elas, a difração de raios-X (XRD) e a absorção de raios-X (XAS) foram fundamentais para verificar, para os casos bimetálicos, a formação de nanoligas metálicas com composições próximas às esperadas. Além disso, medidas de espectroscopia de fotelétrons excitados por raios-X, XPS, indicaram mudanças em função da composição na estrutura eletrônica dos átomos de Pd e de Cu presentes nas superfícies das amostras, sendo as mudanças mais pronunciadas nos níveis eletrônicos de valência do que nos níveis de caroço. Das análises por XPS, também se verificou que a quantidade de oxigênio ligado a ambos os metais é inversamente proporcional à concentração de Pd presente nas amostras como preparadas. A reatividade dos sistemas PdxCu1-x/C durante processos sob atmosfera redutora (CO, monóxido de carbono) e oxidante (ar sintético) foi avaliada através de medidas de XAS in situ na borda K do Cu. Foi possível observar diferenças nas cinéticas de redução dos átomos de Cu de cada uma das amostras durante a reação com CO, sendo que a redução mostrou-se tão mais rápida quanto mais ricas em Pd são as amostras. Durante a reação com ar sintético, também se observou que o comportamento das amostras é fortemente influenciado pela composição. Da correlação entre os resultados da caracterização eletrônica e o comportamento das amostras em condições reacionais, inferiu-se que as amostras cujas bandas de valência estão mais ligadas apresentaram interações mais intensas com átomos de oxigênio. / In the present work, PdxCu1-x (x = 1, 0,7, 0,5, 0,3, 0) nanoparticles (NPs) were prepared and characterized. The size, shape and crystallinity of the isolated NPs were probed by transmission electron microscopy (TEM and HRTEM). Additionally, the NPs were supported on Vulcan in order to prepare heterogeneous catalysts (PdxCu1-x /C), whose electronic and structural properties were probed by an association of experimental techniques. Among them, X-ray diffraction (XRD) and X-ray absorption (XAS) were fundamental to prove, for the bimetallic cases, the formation of nanoalloys with compositions close to those expected. The X-ray photoelectrons spectroscopy (XPS) measurements indicated that the electronic structure of the Pd and Cu atoms within the samples´ surfaces depends on the NPs´ compositions. Moreover, the compositional effects proved to be more intense in the valence levels than in the core levels. Also from XPS data, it was verified that the amounts of oxygen atoms bonded to both Pd and Cu atoms is inversely proportional to the concentration of Pd present in the sample. The reactivity of the PdxCu1-x/C systems during reactions under reducing (CO, carbon monoxide) and oxidant (synthetic air) atmospheres was evaluated by in situ XAS measurements at the Cu K edge. It was possible to observe that each sample presented different kinetics of reduction of the Cu atoms during the reaction with CO, and the reduction proved to be as faster as Pd-richer is the sample. During the reaction with synthetic air, it was also observed that the behaviour of the samples is strongly influenced by the composition. From the correlation between the results of the electronic characterization and the behaviour of the samples under reaction conditions, it was inferred that the samples whose valence bands are more bonded showed more intense interactions with oxygen atoms.

O memristor é um dos dispositivos mais promissores sendo estudados para múltiplos usos em sistemas eletrônicos, com aplicações desde memórias não voláteis a redes neurais artificiais. Seu funcionamento é baseado na formação e ruptura de filamentos condutores nanométricos, o que altera drasticamente a resistência do dispositivo. Estes filamentos são formados pela acumulação de vacâncias de oxigênio, portanto um profundo entendimento da autodifusão de oxigênio nestes sistemas é necessário. Medidas acuradas da difusão em óxidos metálicos foi obtida com o desenvolvimento de uma análise quantitativa do espectro em energia de elétrons retroespalhados. A inovadora técnica de RBS de elétrons (ERBS) utiliza elétrons de alta energia ( 40 keV) para investigar a região próxima a superfície (10–100 nm). Medidas da região de alta perda de energia – chamada de Spectroscopia de Perda de Alta-Energia de Elétrons Refletidos (RHEELS) – também exibe características da estrutura eletrônica dos materiais. Um procedimento cuidadoso para o ajuste de espectros de ERBS foi desenvolvido, e então aplicado na análise de amostras multi camada de Si3N4/TiO2, e medidas de band gap de alguns óxidos, como SiO2, CaCO3 e Li2CO3. Simulações de Monte Carlo foram empregadas no estudo dos efeitos de espalhamento múltiplo nos espectros de ERBS, e uma descrição dielétrica dos espalhamentos inelásticos extendeu as simulação para também considerarem os picos de exitação plasmônica observados em RHEELS. Estas ferramentas de análise foram integradas em um pacote chamado PowerInteraction. Com o uso deste, uma série de medidas de autodifusão de oxigênio em TiO2 foram conduzidas. As amostras eram compostas por dois filmes de TiO2 depositados por sputtering, um dos quais enriquecido com isótopo 18 de oxigênio. Após tratamentos térmicos, perfis de difusão foram obtidos pelo rastreio das concentrações relativas dos isótopos de oxigênio nos dois filmes. Do comportamento logarítmico dos coeficientes de difusão em relação à temperatura, uma energia de ativação de 1.05 eV para a autodifusão de oxigênio em TiO2 foi obtida. Análises por feixes de íons, como RBS e NRA/NRP (Análise/Perfilometria por Reação Nuclear), também forneceram informações complementares. / The memristor is one of the most promising devices being studied for multiple uses in future electronic systems, with applications ranging from nonvolatile memories to artificial neural networks. Its working is based on the forming and rupturing of nano-scaled conductive filaments, which drastically alters the device’s resistance. These filaments are formed by oxygen vacancy accumulation, hence a deep understanding of the self-diffusion of oxygen in these systems is necessary. Accurate measurements of oxygen self-diffusion on metal oxides was achieved with the development of a quantitative analysis of the energy spectrum of the backscattering of electrons. The novel technique called Electron Rutherford Backscattering Spectroscopy (ERBS) uses the scattering of high energy electrons ( 40 keV) to probe the sample’s near surface (10–100 nm). Measurements of the high energy loss region – called Reflection High-Energy Electron Loss Spectroscopy (RHEELS) – also exhibit characteristics of the material’s electronic structure. A careful procedure was developed for the fitting of ERBS spectra, which was then applied on the analysis of multi-layered samples of Si3N4/TiO2, and measurements of the band gap of common oxides, such as SiO2, CaCO3 and Li2CO3. Monte Carlo simulations were employed to study the effects of multiple elastic scatterings in ERBS spectra, and a dielectric function description of inelastic scatterings extended the simulation to also consider the plasmon excitation peaks observed in RHEELS. These analysis tools were integrated into a package named PowerInteraction. With its use, a series of measurements of oxygen self-diffusion in TiO2 were conducted. The samples were composed of two sputtered deposited TiO2 layers, one of which was enriched with the 18 mass oxygen isotope. After thermal annealing, diffusion profiles were obtained by tracking the relative concentration of oxygen isotopes in both films. From the logarithmic temperature dependence of the diffusion coefficients, an activation energy of 1.05 eV for oxygen self-diffusion in TiO2 was obtained. Common ion beam analysis, such as RBS and NRA/NRP (Nuclear Reaction Analysis/Profiling), were also used to provide complementary information.

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-06T13:05:51Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao final completa.pdf: 3283799 bytes, checksum: fb708d3c8c59f9ea4b40677bd2fe7ac7 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T13:05:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao final completa.pdf: 3283799 bytes, checksum: fb708d3c8c59f9ea4b40677bd2fe7ac7 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES ; CNPq / Coloides contendo nanopartículas metálicas são de amplo interesse para aplicações em áreas como fotônica ou plasmônica por apresentarem grande susceptibilidade óptica e resposta temporal ultrarrápida. Estes materiais são atraentes para aplicações de chaveamento e computação óptica, além de poderem ser usados para funções biomédicas como “genomics research” e “targeting” onde se exploram propriedades associadas aos plasmons superficiais das nanopartículas. Nesta Dissertação são analisados dois efeitos ópticos relacionados diretamente à existência do índice de refração não linear em coloides com nanopartículas de prata. Para isto foi utilizado o segundo harmônico de um laser de Nd:YAG cujo comprimento de onda é 532 nm. No primeiro estudo, utilizamos o efeito de Autofocalização para obter as susceptibilidades efetivas de terceira, c(3) e f f , e de quinta ordem, c(5) e f f , de coloides contendo nanopartículas de prata em acetona usando a técnica de Varredura-Z. Variando a concentração das nanopartículas na solução, podemos observar que, devido aos sinais opostos dos índices de refração não lineares das nanopartículas e do solvente, existe certa concentração na qual o índice de refração de terceira ordem do coloide, n2 µ Rec(3) e f f , se anula existindo ainda uma contribuição por parte do índice de refração de quinta ordem, n4 µ Rec(5) e f f . No outro estudo, foi explorado o efeito de Automodulação de fase espacial no coloide, mediante a análise da formação e evolução de padrões de difração de um feixe gaussiano que atravessa a amostra. Foi possível observar que a variação de fase induzida pelo índice de refração não linear, não tem um comportamento linear com a intensidade, verificando assim, as contribuições de termos de altas ordens.