Neste trabalho, foi realizado o crescimento de nanotubos de carbono pela técnica de deposição química a vapor (CVD) térmica catalítica, utilizando-se filmes finos de níquel como material catalisador, gás metano (CH4) como fonte de hidrocarboneto e nitrogênio (N2) como gás de arraste. Amostras processadas sobre filmes de Ni de 15 nm de espessura, depositados sobre substrato de óxido de silício (SiO2), com temperatura de processo de 900 ºC e tempo de 15 minutos promoveram uma maior densidade de síntese de nanotubos de carbono, utilizando-se um fluxo na proporção de 2 partes de N2 para 1 parte de CH4. Comprovou-se sua síntese através da visualização de sua morfologia por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM), além da extração de seu espectro característico por espectroscopia Raman e espectroscopia de dispersão de raio-X (EDS). Em um segundo estudo, depositaram-se sobre substratos de vidro filmes transparentes e condutores (TCF) à base de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) comerciais, pela técnica de dip coating. Para isso, realizou-se a dispersão dos nanotubos sob diversas concentrações em água deionizada (DI) com o auxílio do surfactante dodecil sulfato de sódio (SDS), com posterior funcionalização através do ataque químico por ácido nítrico (HNO3), visando sua aplicação na fabricação de células solares. Foram utilizados os equipamento de quatro pontas e curva corrente x tensão (IV) para caracterização elétrica, transmitância por espectrofotometria para caracterização óptica, SEM para a visualização de sua morfologia e espectroscopia Raman para a análise química de suas estruturas. Valores de resistência de folha de 2x105 W/ e transmitância de 65% foram obtidos nas amostras mais concentradas, com 0,2 mg de nanotubos por ml de água DI. Uma etapa de limpeza em água DI pós deposição foi feita para remoção do excesso de surfactante presente no filme, o que prejudica tanto as características elétricas e ópticas, por ser um dielétrico e não ser transparente. Essa limpeza melhorou o valor de transmitância, porém aumentou a resistência de folha, devido à remoção parcial dos nanotubos presentes no filme, interrompendo em certos pontos a malha que promovia a passagem de corrente elétrica. O ataque químico por HNO3 promoveu a criação de algumas quebras na estrutura do carbono, o que é verificado pelo aumento da banda D, característico da presença de defeitos. / In this work, the growth of CNTs was investigated, using chemical vapor deposition (CVD) thermal catalytic technique, carried out by utilizing thin films of nickel as catalyst material, methane (CH4) as hydrocarbon source and nitrogen (N2) as carrier gas. Samples processed onto 15 nm thick Ni films, deposited on silicon oxide (SiO2) substrates, at a temperature of 900 °C for 15 minutes, promoted a higher density of carbon nanotubes, using a gas mixture at the ratio of 2 parts of N2 and 1 part of CH4. This was verified by analysing the nanotubes morphology by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electronic microscopy (TEM) and by the extraction of its characteristic spectrum by Raman spectroscopy and energy dispersive spectroscopy (EDS). In a second study, transparent conductive films (TCF) based on commercial multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were deposited on glass substrates by the dip coating technique. To do so, carbon nanotubes (CNTs) with different concentrations were dispersed in deionized water (DI) with the addition of the surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS), and subsequent functionalization through chemical attack by nitric acid (HNO3), aiming their application in solar cell fabrication. The four point probe equipment and current x voltage curve (IV) was used for electrical characterization, transmittance for optical characterization, SEM to visualize their morphology and Raman spectroscopy for chemical analysis of their structures. Sheet resistance values of 2x105 W/ and transmittance of 65% were obtained in the most concentrated samples, with 0.2 mg per ml of nanotubes in deionized water (DI). A cleaning stage in DI water after deposition was taken for removal of surfactant excess in the film, which harms both the electrical and optical characteristics, as it is a dielectric and not transparent. This cleaning improved the transmittance value, but increased the sheet resistance due to partial removal of the nanotubes in the film, interrupting at certain points the mesh of CNTs that promoted the passage of electric current. The chemical attack by HNO3 promoted the functionalization by creating some breaks in the carbon structure, which is checked by the observation of the increasing in D band, which is characteristic of defects.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os nanotubos de carbono fazem parte de um conjunto de materiais nanomÃtricos que geram grande interesse tanto na comunidade acadÃmica quanto nas empresas do setor de tecnologia. Devido a sua estrutura Ãnica, os nanotubos de carbono estÃo entre os materiais mais duros e fortes jà descobertos. AlÃm disso, uma de suas caracterÃsticas mais interessantes à o fato de muitas das suas propriedades mecÃnicas estarem relacionadas com suas propriedades eletrÃnicas, que, por sua vez, estÃo intimamente atreladas Ãs caracterÃsticas estruturais do material. Por esses motivos, tais materiais tÃm sido considerados promissores em aplicaÃÃes como nanoatuadores. Neste trabalho, entÃo, investigamos a atuaÃÃo eletromecÃnica dos nanotubos de carbono de parede simples (SWNTs) por meio do mÃtodo Tight-Binding estendido (ETB), seguindo o procedimento utilizado por VerÃosa et al. [1]. A energia dos nanotubos à calculada assumindo que os elÃtrons populam as bandas de energia de acordo com a distribuiÃÃo de Fermi-Dirac para uma dada energia de Fermi, que à o parÃmetro que utilizamos para simular essa atuaÃÃo eletromecÃnica. Foi verificado que a relaxaÃÃo do estresse eletrÃnico gerado pela variaÃÃo da energia de Fermi do nanotubo causa grandes alteraÃÃes tanto na deformaÃÃo torcional quanto nas deformaÃÃes axial e radial para todos os tipos de SWNTs quirais, especialmente para os semicondutores. Essas deformaÃÃes induzidas afetam diretamente a estrutura de bandas dos nanotubos, de modo que grandes variaÃÃes nas energias de transiÃÃo Ãtica foram observadas. AlÃm disso, foi mostrado que todas as trÃs deformaÃÃes sÃo de igual importÃncia no processo de relaxaÃÃo, tal que todas sÃo igualmente responsÃveis pelas mudanÃas nas energias de transiÃÃo Ãtica. Assim, obteve-se deformaÃÃes torcionais de atà 1% para o nanotubo (8, 7), quando sua energia de Fermi à de aproximadamente 1eV, causando mudanÃas de aproximadamente 0, 4eV em suas energias de transiÃÃo Ãtica.

Neste trabalho, foi realizado o crescimento de nanotubos de carbono pela técnica de deposição química a vapor (CVD) térmica catalítica, utilizando-se filmes finos de níquel como material catalisador, gás metano (CH4) como fonte de hidrocarboneto e nitrogênio (N2) como gás de arraste. Amostras processadas sobre filmes de Ni de 15 nm de espessura, depositados sobre substrato de óxido de silício (SiO2), com temperatura de processo de 900 ºC e tempo de 15 minutos promoveram uma maior densidade de síntese de nanotubos de carbono, utilizando-se um fluxo na proporção de 2 partes de N2 para 1 parte de CH4. Comprovou-se sua síntese através da visualização de sua morfologia por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM), além da extração de seu espectro característico por espectroscopia Raman e espectroscopia de dispersão de raio-X (EDS). Em um segundo estudo, depositaram-se sobre substratos de vidro filmes transparentes e condutores (TCF) à base de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) comerciais, pela técnica de dip coating. Para isso, realizou-se a dispersão dos nanotubos sob diversas concentrações em água deionizada (DI) com o auxílio do surfactante dodecil sulfato de sódio (SDS), com posterior funcionalização através do ataque químico por ácido nítrico (HNO3), visando sua aplicação na fabricação de células solares. Foram utilizados os equipamento de quatro pontas e curva corrente x tensão (IV) para caracterização elétrica, transmitância por espectrofotometria para caracterização óptica, SEM para a visualização de sua morfologia e espectroscopia Raman para a análise química de suas estruturas. Valores de resistência de folha de 2x105 W/ e transmitância de 65% foram obtidos nas amostras mais concentradas, com 0,2 mg de nanotubos por ml de água DI. Uma etapa de limpeza em água DI pós deposição foi feita para remoção do excesso de surfactante presente no filme, o que prejudica tanto as características elétricas e ópticas, por ser um dielétrico e não ser transparente. Essa limpeza melhorou o valor de transmitância, porém aumentou a resistência de folha, devido à remoção parcial dos nanotubos presentes no filme, interrompendo em certos pontos a malha que promovia a passagem de corrente elétrica. O ataque químico por HNO3 promoveu a criação de algumas quebras na estrutura do carbono, o que é verificado pelo aumento da banda D, característico da presença de defeitos. / In this work, the growth of CNTs was investigated, using chemical vapor deposition (CVD) thermal catalytic technique, carried out by utilizing thin films of nickel as catalyst material, methane (CH4) as hydrocarbon source and nitrogen (N2) as carrier gas. Samples processed onto 15 nm thick Ni films, deposited on silicon oxide (SiO2) substrates, at a temperature of 900 °C for 15 minutes, promoted a higher density of carbon nanotubes, using a gas mixture at the ratio of 2 parts of N2 and 1 part of CH4. This was verified by analysing the nanotubes morphology by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electronic microscopy (TEM) and by the extraction of its characteristic spectrum by Raman spectroscopy and energy dispersive spectroscopy (EDS). In a second study, transparent conductive films (TCF) based on commercial multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were deposited on glass substrates by the dip coating technique. To do so, carbon nanotubes (CNTs) with different concentrations were dispersed in deionized water (DI) with the addition of the surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS), and subsequent functionalization through chemical attack by nitric acid (HNO3), aiming their application in solar cell fabrication. The four point probe equipment and current x voltage curve (IV) was used for electrical characterization, transmittance for optical characterization, SEM to visualize their morphology and Raman spectroscopy for chemical analysis of their structures. Sheet resistance values of 2x105 W/ and transmittance of 65% were obtained in the most concentrated samples, with 0.2 mg per ml of nanotubes in deionized water (DI). A cleaning stage in DI water after deposition was taken for removal of surfactant excess in the film, which harms both the electrical and optical characteristics, as it is a dielectric and not transparent. This cleaning improved the transmittance value, but increased the sheet resistance due to partial removal of the nanotubes in the film, interrupting at certain points the mesh of CNTs that promoted the passage of electric current. The chemical attack by HNO3 promoted the functionalization by creating some breaks in the carbon structure, which is checked by the observation of the increasing in D band, which is characteristic of defects.

Neste trabalho foram realizadas simulações computacionais para investigar as propriedades eletrônicas de nanossistemas baseados em nanotubos de carbono e grafeno por meio de cálculos de primeiros princípios. Um dos nanossistemas investigados é formado por um nanotubo de carbono acoplado a eletrodos de nanofios de paládio encapsulados. Foi mostrado que estados provenientes dos eletrodos interagem fortemente com os estados do nanotubo de carbono. Cálculos de transporte eletrônico foram realizados para investigar a potencialidade desse nanossistema em aplicações como transistor de efeito de campo. Foi mostrado que a intensidade da corrente elétrica desse nanossistema pode ser variada com o campo elétrico de gate. Outro trabalho desenvolvido no presente trabalho tem como base um nanossistema formado pelo grafeno depositado nos substratos SiO2 amorfo e h-BN. Foi determinada a energia de adsorção e a quantidade de carga transferida para investigar a influênicas desses substratos na adsorção da molécula de H2 pelo grafeno. Foi mostrado que a energia de adsorção da molécula de H2 adsorivda na interface grafeno/SiO2 amorfo é menor em comparação com o grafeno suspenso ou disposto sobre o substrato h-BN. Além disso, a adsorção do H2 nessa região resulta em uma transferência de carga de uma ordem de grandeza maior em comparação com a adsorção no grafeno suspenso, sendo observado um deslocamento do Cone de Dirac em relação ao nível de Fermi. Esse estudo poderá contribuir para a construção de futuros sensores de H2 à base de grafeno. / In this work, ab initio calculations were performed within DFT framework to analyse electronic properties of Carbon nanotubes and grapheme nano systems. In this work, computer simulations were performed to investigate the electronic properties of nanosystems based on carbon nanotubes and graphene within DFT framework. One of these systems studied is a Carbon nanotube semiconductor coupled to encapsulated leads of Pd nanowires. It has been shown that leads states interact strongly with the carbon nanotube states. Electronic transport calculations were performed to unfold new applications of this system, such as the field effect transistor. We noticed that charge current intensity can be tuned by electrical field. We also described the influence of amorphous SiO2 and h-BN, in H2 energy adsorption and charge transfer, where both materials are used as graphene substrates. It was shown that the latter adsorption energy in the graphene/Si02 is smaller than graphene/h-Bn and the graphene suspended itself. In fact this adsorption results in a charge transference one order greater than in the suspended graphene, which can be seen as a vertical shift of the Dirac Cone. This study may improve the construction of future H2 sensors based on graphene.

Made available in DSpace on 2018-06-27T18:56:39Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Ivi Lara.pdf: 2225740 bytes, checksum: 7987b7b16ad759ad1c13cf82cc2ba0ae (MD5) Ivi Lara.pdf.txt: 179428 bytes, checksum: 7367389b56d0393e07698631b3f3e926 (MD5) Ivi Lara.pdf.jpg: 3328 bytes, checksum: adc571d951701abcdea7d0b3762d108a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation studied the interaction of carboxyl groups -COOH with (8,0) and (16,0) single wall carbon nanotubes, both semiconductors, by ab initio calculation based on the formalism of the Density Functional Theory using the SIESTA code, in which were adopted localized bases to the electronic wave functions description and Troullier- Martins pseudopotentials for describing the interaction between valence electrons and core electrons. As the -COOH group is taken as default when the purpose of the carbon nanotubes functionalization is to make them hydrophilic, this interaction was studied by different positions of the carboxyl on the nanotubes walls with different concentrations of those seeking to verify the influence of these parameters in the electronic character of the carbon nanotubes. By analyzing the energetic, structural and electronic properties of all patterns, it is observed that the carboxyl groups interact with the nanotubes through covalent bonds (binding energies between −3.39 and −0.73 eV , with the smallest for the case of carboxyl confined within the nanotube), nanotubes (16,0) are more flexible than the (8,0) (when connected to the same number of carboxyl groups), and a behavior, very interesting, is presented when the concentration of carboxylation is varied: the character of the system can be modulated from a semiconductor to semiconductor with a halffilled level over the Fermi level (methalic character tendency). It is still studied in this work, the dynamics of water molecules around pure and carboxylated carbon nanotubes, obtained from ab initio calculations, through classic molecular dynamics simulations, using empirical parameters with the GROMACS program. The structural analysis of water around the tubes indicated the already expected hydrophobic character of the pure nanotubes and the hydrophilic character of the carboxylated nanotubes with which the water molecules interactions are greater with its walls, a fact confirmed by energy analysis, which shows a higher interaction energy in this system. This work has, in addition to contributing to the understanding and analysis of related experimental results, pointing out also the possibility to modulate the electronic behavior of these systems at the nanoscale. / Nesta dissertação é estudada a interação de grupos carboxila (-COOH) com nanotubos de carbono de paredes simples dos tipos (8,0) e (16,0), ambos semicondutores, através de cálculos ab initio baseados no formalismo da Teoria do Funcional da Densidade. Foi utilizado o programa SIESTA, no qual foram adotadas bases localizadas para a descrição das funções de onda eletrônicas, bem como pseudopotenciais de Troullier-Martins para a descrição da interação entre os elétrons de valência e o caroço atômico. Como o grupo -COOH é usado como grupo padrão quando o objetivo da funcionalização ao dos NTCs é torná-los hidrofílicos, esta interação foi estudada através de diferentes posições das carboxilas nas paredes dos nanotubos, com diferentes concentrações destas, buscando verificar a influência destes parâmetros no caráter eletrônico dos NTCs. Analisando as propriedades energéticas, estruturais e eletrônicas de todas as configurações estudadas, observa-se que as carboxilas interagem com os nanotubos através de ligações covalentes (energias de ligação entre −3, 39 e −0, 73 eV , sendo a menor para o caso da carboxila confinada no interior do nanotubo), os nanotubos (16,0) se mostram mais flexíveis que os (8,0) (quando ligados ao mesmo número de carboxilas) e, um comportamento, bastante interessante, se apresenta quando a concentração da carboxilação é variada: o caráter do sistema pode ser modulado de semicondutor para semicondutor com gap semipreenchido (tendência a caráter metálico). É, estudada ainda, neste trabalho, a dinâmica das moléculas de água em torno de nanotubos puros e carboxilados, obtidos a partir dos calculos ab initio, através de simulações de dinâmica molecular clássica, utilizando parâmetros empíricos com o programa GROMACS. A análise estrutural da água em torno dos nanotubos indicou o já esperado caráter hidrofóbico dos NTCs puros, bem como o caráter hidrofílico do nanotubo carboxilado, com o qual as moléculas de água passam a ter uma maior interação com suas paredes, fato este confirmado através da análise energética, que mostra uma maior energia de interação nesse sistema. Este trabalho vem, além de contribuir na compreensão e análise dos referentes resultados experimentais, apontar, ainda, a possibilidade de modular o comportamento eletrônico desses sistemas na nanoescala.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A mais recente revoluÃÃo tecnolÃgica vem surgindo atravÃs de avanÃos na Ãrea da nanotecnologia, onde se destacam materiais nanomÃtricos como os nanotubos de carbono de parede simples (SWNTs). Esse novo material, descoberto em 1993, tÃm gerado grande interesse acadÃmico e industrial devido Ãs suas propriedades fÃsicas Ãnicas. Trabalhos recentes indicam que essas propriedades sÃo extremamente sensÃveis a diversos tipos de deformaÃÃo estruturais, como aquelas de natureza axial, radial e torcional. Neste trabalho estudamos teoricamente como a estrutura eletrÃnica dos SWNTs, e consequentemente suas propriedades, reagem à presenÃa de torÃÃo. Utilizamos o modelo Tight-Biding estendido (ETB) para calcular a estrutura de bandas dos tubos. A simulaÃÃo de torÃÃo à feita a partir de vÃnculos especÃficos que altera a componente angular dos vetores primitivos da rede do grafeno. Para obtermos a configuraÃÃo mais estÃvel dos SWNTs, utilizamos um mÃtodo denominado gradiente simples modificado de modo a minimizarmos sua energia total. Foi observado que nanotubos quirais apresentam um valor de torÃÃo diferente de zero, denominada torÃÃo natural, no seu estado fundamental. Essa torÃÃo decresce, de forma universal, com o inverso do cubo do diÃmetro. Por sua vez, a dependÃncia da torÃÃo natural com o Ãngulo quiral varia de acordo com a metalicidade do SWNT. As energias de transiÃÃo Ãtica para o tubo naturalmente torcionado e nÃo torcionado sÃo comparadas, sendo observado variaÃÃes de atà 50% no minigap de tubos metÃlicos. Por fim, discutimos quais as possÃveis implicaÃÃes da presenÃa da torÃÃo natural na ciÃncia por trÃs dessa nanoestrutura de carbono.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Dans cette thÃse, nous prÃsentons les rÃsultats de lâÃtude nanotubes de carbone double parois soumis à lâapplication de la pression hydrostatique à lâaide dâoutils expÃrimentaux et thÃoriques. En utilisant des calculs thÃoriques ab initio et avec des potentiels classique nous avons Ãtudià lâÃvolution structurelle sous pression de nanotubes de carbone et ses propriÃtÃs Ãlectroniques et vibrationnels. En parallÃle, nous avons Ãtudià des Ãchantillons de nanotubes de carbone en fagot (bundles) pures et chimiquement modifiÃs par le dopage (intercalation) avec des molÃcules de brome (Br2) lorsquâils sont ÃtÃs soumis à des conditions extrÃmes de pression trÃs ÃlevÃe en utilisant principalement la spectroscopie Raman. Des mesures de microscopie de transmission Ãlectronique (TEM), lâanalyse de composition chimique par spectroscopie de photon-Ãlectron par rayons-X (XPS) et lâabsorption des rayons X (XAS) ont Ãgalement Ãtà utilisÃes pour donner une interprÃtation complÃmentaire. Ces rÃsultats donnent une meilleure comprÃhension des effets chimiques sur le comportement de la structure des nanotubes de carbone sous contraintes de pression ÃlevÃes. Les propriÃtÃs vibrationnels de lâÃchantillon ont Ãtà observÃes jusquâà des pressions de 30 GPa en utilisant deux milieux de transmission de la pression: lâhuile de paraffine et du NaCl solide. En utilisant le spectre Raman des modes tangentiels (G band) et des modes de respirations radial (RBM), nous Ãtudions le comportement du nanotube interne par rapport à la stabilità du nanotube externe lorsquâil est soumis à la pression et ses implications pour le renforcement de la structure. Lâeffet de lâinclusion dâune espÃce à lâintÃrieur dâun nanotube est Ãgalement discutà par rapport à la stabilità du tube. Les propriÃtÃs Ãlectroniques, vibrationnels et structurales des molÃcules de brome intercalÃs dans les canaux interstitiels des fagot de nanotubes 1D a Ãtà Ãtudià et on a observà que la formation de chaines de poly anions Brn (n = 2,3,5) est prÃfÃrÃe mÃme sous haute pression. Le comportement des polyanions est encore profondÃment modifià lorsque la structure atteint la pression critique de collapse. Nous prÃsentons ensuite les rÃsultats de lâÃtude nanotubes de carbone double-parois soumis à des conditions de pressions et tempÃratures trÃs ÃlevÃs. Ces travaux ont Ãtà conduits avec lâobjectif dâobtenir de nouvelles structures à base de de carbone grÃce à le renforcement de la structure par le tube interne et en crÃant des liaisons sp3 entre les tubes, ce que peut Ãtre stimulà par lâaugmentation de tempÃrature dans des conditions extrÃmes de pression. DiffÃrentes expÃriences ont Ãtà rÃalisÃes à lâaide de la cellule Paris-Edimbourg qui peut conduire le systÃme `a un point spÃcifique du diagramme de phase pT (pression x tempÃrature). Nos rÃsultats ont Ãtà discutÃs par rapport les connaissances actuelles avec une compilation des Ãtudes rÃcents pour les nanotubes de carbone soumis à des conditions extrÃmes. Plusieurs structures ont Ãtà proposÃes avec les nanotubes double-parois avec la possible formation aussi du graphite dÃsordonnÃ, diamant, nanotubes structurellement modifiÃs ou des nanotubes polymÃrises. Ces diffÃrentes structures ont Ãtà discutÃes en termes des rÃsultats obtenus dans ce travail aprÃs la caractÃrisation des Ãchantillons traitÃs dans la presse Paris-Edinburg. Ces idÃes sont le fondement de la possibilità de crÃer des nouvelles structures hybrides à base des nanotubes de carbone à double-parois. Dans ce cas, le tube externe participe activement pour le system à lâenvironnement chimique externe peut Ãtre à travers des liaisons sp3 et le tube interne pourrait servir de support mÃcanique pour tout le systÃme. / Nesta tese apresentamos os resultados referentes aos estudos de nanotubos de carbono de parede dupla submetidos à condiÃÃes de pressÃo hidrostÃtica usando ferramentas experimentais e teÃricas. A partir de cÃlculos teÃricos de propriedades estruturais e de estrutura eletrÃnica usando primeiros princÃpios e potenciais clÃssicos, estudamos a evoluÃÃo estrutural dos nanotubos de carbono e suas propriedades vibracionais em funÃÃo da pressÃo hidrostÃtica. Estudamos amostras de nanotubos de carbono em feixes bundles puros e modificados quimicamente atravÃs da dopagem (intercalaÃÃo) de molÃculas de bromo quando submetidos a condiÃÃes extremas de altas pressÃes, utilizando principalmente tÃcnicas de espectroscopia Raman. Medidas de Microscopia EletrÃnica de TransmissÃo (TEM), anÃlise de composiÃÃo quÃmica por XPS e absorÃÃo de raios-X foram utilizadas de forma complementar. Apresentamos a perspectiva de entender os efeitos quÃmicos sob o comportamento estrutural dos nanotubos de carbono ao aplicarmos altas pressÃes. As propriedades vibracionais dos nanotubos foram estudadas atà pressÃes de 30 GPa usando dois diferentes meios de transmissÃo de pressÃo: Ãleo de parafina e NaCl sÃlido. Estudamos o comportamento do nanotubo interno em relaÃÃo à estabilidade do nanotubo externo quando submetido a pressÃo e suas implicaÃÃes durante o colapso da estrutura. O efeito de incluir uma espÃcie no interior de um nanotubo tambÃm à discutido com respeito ao colapso. O comportamento eletrÃnico, vibracional e estrutural das molÃculas de Bromo intercaladas nos canais intersticiais 1D dos feixes de nanotubos foi estudado e observamos que a formaÃÃo de poliÃnions do tipo Brn (n=2,3,5) à preferencial mesmo no regime de altas pressÃes. AlÃm disso, o comportamento dos poliÃnions à profundamente modificado quando a estrutura atinge o colapso com o aumento da pressÃo aplicada. Apresentaremos tambÃm resultados de nanotubos de carbono de parede dupla sob condiÃÃes de altas pressÃes e altas temperaturas. Estes estudos foram conduzidos com o objetivo de obter novas estruturas de carbono atravÃs do colapso da estrutura e/ou criaÃÃo de ligaÃÃes sp3 entre os tubos, o qual à potencializado pelo aumento da temperatura em condiÃÃes extremas de pressÃo. Diferentes experimentos foram realizados usando a cÃlula Paris-Edinburg que à capaz de submeter um sistema à um ponto especÃfico do diagrama de fase p-T (pressÃo x Temperatura) ao mesmo tempo. Nossos resultados foram discutidos em termos do conhecimento atual na Ãrea e contribui com pontos adicionais no diagrama de fase para nanotubos de carbono. Diversas estruturas como grafite desordenado, diamante, nanotubos estruturalmente modificados e possÃveis formaÃÃes polimerizadas de nanotubos foram discutidas em termos dos resultados obtidos neste trabalho. Esses idÃias servem de base para a possibilidade de criaÃÃo de estruturas hÃbridas com os nanotubos de paredes duplas. Neste caso, o tubo externo participaria ativamente atravÃs do ambiente quÃmico externo a fim de obter ligaÃÃes do tipo sp3 e o tubo interno poderia servir de suporte para o sistema como um todo.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-28T18:51:23Z No. of bitstreams: 1 Silênia Priscila da Silva Lemes - 2016.pdf: 6643114 bytes, checksum: 2667a8bd6c2ba0bba36948223f4df1b8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-28T19:40:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Silênia Priscila da Silva Lemes - 2016.pdf: 6643114 bytes, checksum: 2667a8bd6c2ba0bba36948223f4df1b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-28T19:40:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silênia Priscila da Silva Lemes - 2016.pdf: 6643114 bytes, checksum: 2667a8bd6c2ba0bba36948223f4df1b8 (MD5) Previous issue date: 2016-08-19 / A nanotecnologia tem proporcionado inovações significativas na ciência e na engenharia. Um material que vem se destacando nessa área é o nanotubo de carbono (NTC). Há recentes pesquisas aplicadas a área da construção civil sobre os benefícios deste material às argamassas no desempenho de suas propriedades mecânicas e condutividade elétrica enquanto pouco estudo na condutividade térmica. Neste contexto, a presente pesquisa tem como objetivo analisar o comportamento mecânico e térmico de argamassas de cimento Portland com adição de nanotubos de carbono, comparando-as com uma argamassa de referência. Os NTCs foram adicionados às argamassas, em forma de dispersão, nos teores de 0,20%, 0,30% e 0,50% em relação à massa de cimento. Para o desenvolvimento da pesquisa, inicialmente foi caracterizado o nanotubo de carbono, através dos ensaios de difração de raios-x e termogravimétria (TGA). Para as argamassas no estado fresco, foram determinados o índice de consistência, densidade de massa e teor de ar incorporado. A avaliação das propriedades mecânicas das argamassas, foi medida através de ensaios de resistência à tração na flexão e à compressão. As propriedades térmicas foram analisadas pelo ensaio de condutividade térmica e por termogravimentria. Além disso, foram realizados ensaios complementares como difração de raios-x, absorção de água por imersão e investigação da microestrutura através da microestrutura eletrônica de varredura (MEV). As argamassas com adição de nanotubo de carbono, quando comparadas com a argamassa de referência, apresentaram melhorias em algumas propriedades analisadas, tais como resistência à tração na flexão e absorção de água por imersão. Os resultados obtidos na resistência à compressão e nas propriedades térmicas não foram significativos, fator como a dispersão dos NTC na matriz do cimento Portland pode ter influenciado estes resultados. / Nanotechnology has provided significant innovations in science and engineering. A material that has stood out in this area is the carbon nanotube (NTC). There is recent research applied to the field of construction on the benefits of this material to the mortar in the performance of their mechanical properties and electrical conductivity while little study on thermal conductivity. In this context, this research aims to analyze the mechanical behavior and thermal Portland cement mortars with addition of carbon nanotubes, comparing them with a reference mortar. The CNTs were added to the mortar in the form of dispersion in amounts of 0.20%, 0.30% and 0.50% relative to the cement mass. For the development of the research, it was initially characterized the carbon nanotube through the trials of diffraction x-ray and thermogravimetry (TGA). For mortars in the fresh state, it was determined the consistency index, mass density and entrained air content. The evaluation of the mechanical properties of mortars, was measured by tensile strength tests in flexion and compression. Thermal properties were analyzed by thermal conductivity assay and termogravimentria. Furthermore, additional tests were performed as x-ray diffraction, by water absorption and investigation of the microstructure using electron microstructure (SEM). The mortars with addition of carbon nanotubes, compared to the reference mortar analyzed showed improvements in some properties such as tensile strength in bending and water absorption. The results of the compressive strength and the thermal properties were not significant factor as the scattering of the NTC Portland cement matrix may have influenced these results.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-02T19:09:40Z No. of bitstreams: 1 RolffSpindola.pdf: 1912678 bytes, checksum: 00839e9b1b8a2b01a86770dd2561ec07 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T19:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RolffSpindola.pdf: 1912678 bytes, checksum: 00839e9b1b8a2b01a86770dd2561ec07 (MD5) Previous issue date: 2016-07-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / A novel platform for electroanalysis of isoniazid based on multi-walled carbon nanotube oxide and graphene oxide composite as support to iron phthalocyanine (MWCNTO-GO/FePc) has been developed. The FePc/MWCNTO-GO modified electrode is sensible for isoniazid, decreasing substantially its oxidation potential to + 200 mV vs. Ag/AgCl. Electrochemical and electroanalytical properties of the FePc/MWCNTO-GO modified electrode were investigated by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, scanning electrochemical microscopy, and amperometry. The sensor presents better performance in 0,1 mol L-1 phosphate buffer at pH 7,4. Under optimized conditions, a linear response range from 5 μmol L-1 to 476 µmol L-1 was obtained with a sensitivity of 0,0225 μA L μmol-1. The limits of detection and quantification for isoniazid determination were 0,56 μmol L-1 and 1,88 μmol L-1, respectively. The relative standard deviation for 10 determinations of 100 μmol L-1 isoniazid was 2,5%. The sensor was successfully applied for isoniazid determination in artificial body fluids. / No presente trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma nova plataforma para eletroanálise de isoniazida baseada em (MWCNTO-GO/FePc). O eletrodo modificado com FePc/MWCNTO-GO diminuiu sensivelmente o potencial de oxidação da isoniazida para +200 mV vs. Ag/AgCl. As propriedades eletroquímicas e eletroanalíticas do eletrodo modificado com FePc/MWCNTO-GO foram investigadas por voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia eletroquímica de varredura, e amperometria. O sensor apresentou melhor desempenho em tampão fosfato 0,1 mol L-1 com pH 7,4. Sob condições otimizadas uma faixa de resposta linear de 5 μmol L-1 a 476 µmol L-1 foi obtida com uma sensibilidade de 0,0225 μA L μmol-1. O limite de detecção e quantificação para a isoniazida foram determinados como sendo 0,56 μmol L-1 e 1,88 μmol L-1, respectivamente. O desvio padrão relativo para 10 determinações de 100 μmol L-1 de isoniazida foi de 2,5%. O sensor foi aplicado com sucesso para determinação de isoniazida em fluidos corporais artificiais.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-19T18:00:09Z No. of bitstreams: 1 AnaLuisaSilva.pdf: 1121605 bytes, checksum: f3ccd719e794281c4b5521801b7fe637 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-19T18:00:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaLuisaSilva.pdf: 1121605 bytes, checksum: f3ccd719e794281c4b5521801b7fe637 (MD5) Previous issue date: 2014-01-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The catechin compound is a phenolic that has a great oxidant action,it is found in a different kinds of food such as wine, juice and tea, its application to inhibit ultraviolet radiation, reduces the level of cholesterol, among others. Currently, techniques are used for determining catechin as a gas chromatography, high performance liquid chromatography, although the electrochemical detection method is a promising yet, because it is less cumbersome and can distinguish between the oxidized and the reduced form of catechin. A growing number of studies has shown the necessity for a hurry procedure to availible the content of catechin and electrochemical techniques have been successfully employed. The research activities carried out in this study were the characterization and optimization of the parameters used for the determination of catechin in a printed carbon electrode modified with functionalized carbon nanotube by means of cyclic voltammetry technique and application in the quantification of this analyte in a sample of black tea. The best results were obtained at a concentration of 1x10-3 mol L-1 through catechin phosphate buffer 0.1 mol L-1 pH 7.0 using a potential sweep rate of 0.05 V s-1. From these conditions an analytical curve was obtained by linear response over the concentration range of catechin between 2.0 × 107 to 1.68 × 10-5 mol L-1, as limits of detection and quantification of 9.2 x10-8 and 3.0x10-7 mol L-1, respectively. The oxidation of catechin showed a peak located around 0.15 V vs. Ag / AgCl potential being near the peak shown in the literature. / A Catequina é um composto fenólico que têm grande ação oxidante, encontrados em diversos tipos de alimentos, sua aplicação inibi a radiação ultravioleta, reduz o nível do colesterol, dentre outros. Atualmente, técnicas analíticas são empregadas para a determinação de catequina, como a cromatografia gasosa e cromatografia liquida de alta eficiência, contudo a detecção eletroquímica é um método promissor, por exigir menos trabalho no preparo de amostra e um menor consumo de reagentes, uma vez que é possível identificar a espécie de interesse de maneira seletiva através de sua oxidação ou redução. Um número crescente de estudos vem mostrando a necessidade de um procedimento rápido para a avaliação do teor de catequina e técnicas eletroquímicas foram empregadas com sucesso. As atividades de pesquisa desenvolvidas neste trabalho foram de caracterização e otimização dos parâmetros utilizados para a determinação da catequina em eletrodo de carbono impresso modificado com nanotubo de carbono funcionalizado por meio da técnica de voltametria cíclica e aplicação na quantificação deste analito em amostra de chá preto. Os melhores resultados foram obtidos a uma concentração de 1x10-3 mol L-1 de catequina em meio de tampão fosfato 0,1 mol L-1 pH 7,0 a uma velocidade de varredura de potencial de 0,05 V s-1. A partir destas condições foi obtida uma curva analítica com comportamento linear no intervalo de concentração de catequina entre 2,0x10-7 a 1,68x10-5 mol L-1, com limites de detecção e de quantificação de 9,2x10-8 e 3,0x10-7 mol L-1, respectivamente. A oxidação da catequina apresentou um pico localizado em torno de 0,15V vs Ag/AgCl, estando próximo dos potenciais de pico mostrado na literatura.