El presente trabajo de Tesis Doctoral se centró en el estudio de materiales carbonosos para el almacenamiento y generación de energía. Estos materiales han sido objeto de un intenso estudio ya que, debido a sus propiedades pueden aplicarse en tecnologías no contaminantes que pueden sustituir a los métodos convencionales. Entre las alternativas actuales sujetas a estudio, se encuentra el almacenamiento electroquímico de hidrógeno en materiales carbonosos (carbones activados y nanotubos de carbón) a partir de la descomposición del agua. En el presente trabajo se estudió el efecto del método electroquímico (salto único galvanostático ó múltiples saltos galvanostáticos) en el almacenamiento electroquímico de hidrógeno, así como el fenómeno de “spillover” por la presencia de nanopartículas metálicas de paladio. Otra alternativa de estudio es la reacción de reducción de oxígeno, de la cual depende el rendimiento de las pilas de combustible. De donde, se estudió el efecto de la presencia de nitrógeno como agente dopante en nanotubos de carbón (de pared sencilla y pared múltiple) en la respuesta electroquímica en diferentes medios electrolíticos, así como la actividad catalítica y el efecto de grupos nitrogenados en la capacidad específica para su uso como electrodos en supercondensadores.

Los sensores y dispositivos basados en nanomateriales ofrecen ventajas que se derivan de su tamaño nanométrico y de las propiedades que los identifican, lográndose bajar en muchos casos los límites de detección, con tiempos más cortos de análisis y sin necesidad de pretratamientos de las muestras. En la presente tesis se desarrolla un transistor efecto campo basado en nanotubos de carbono (CNTFET) para la detección del bisfenol A (BFA) (compuesto xenobiótico) en agua. Por primera vez se usa un receptor nuclear, el receptor de estrógenos alfa (RE-α) para la funcionalización de los nanotubos de carbono de pared sencilla (SWCNTs), debido a la gran afinidad del RE-α y los compuestos xenobióticos. De esta manera se obtiene un biosensor que transforma la interacción selectiva biomolécula-analito en una señal eléctrica cuantificable, permitiendo detecciones de BFA por debajo de la dosis de referencia y de los límites de detección obtenidos por otros métodos de detección, con muy bajos tiempos de análisis (0.5 - 2 minutos). / Sensors and devices based on nanomaterials have advantages arising from their nanometric size and the properties that identify them, resulting in many cases in lower limits of detection, shorter times of analysis and the need for no pretreatment of samples. This thesis shows the development of a field effect transistor based on carbon nanotubes (CNTFET) for the detection of bisphenol A (BFA) (a xenobiotic compound) in water. For the first time we used a nuclear receptor, the estrogen receptor alpha (ER-α) for the functionalization of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) due to the high affinity of ER-α and xenobiotic compounds. We obtained a biosensor that transforms the selective interaction biomolecule-analyte in a measurable electrical signal, allowing detection of BFA below the reference dose and with lower detection limits than other detection methods in the literature, with very low time of analysis (0.5 - 2 minutes).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a study of properties of functionalized carbon nanotubes and graphene nanoribbons. We studied, by first principles simulations, the structural and electronic properties of functionalized nanotubes and interacting with molecules of biological interest. Furthermore, we analyzed the properties of these systems under the action of applied electric fields, noting changes on their behavior due the external perturbation. In the case of nanotubes interacting with anti-inflammatory nimesulide, the interaction is repulsive, resulting in energetically unstable systems, but which may have their behavior controlled by the external field. We noted that when the carbon nanotube interacts with the antimalarial primaquine, a strong bond between the systems occurs, where the presence of primaquine can modify the electronic properties of nanotubes. In the other hand, for the case of carbon nanostructures interacting with vitamins, the interaction is weak. We also evaluated the structural, electronic and magnetic properties of Ti and Mn doped carbon nanoribbons (or graphene nanoribbons) and properties of defective nanoribbons, by first principles simulations (code SIESTA), and analyzed the electronic transport properties of some of these systems, by tight-binding methods associated with Green s functions. We noted that there is an edge and sublattice effect in zigzag edged nanoribbons, where the properties of the systems can be modified depending on the defect location with respect to the edge. We demonstrate that carbon nanostructures can act as selective sensors of atoms or adsorbed molecules, besides representing a route to drug delivery. / Este trabalho apresenta um estudo de propriedades de nanotubos e nanofitas de carbono funcionalizados. Estudamos, via simulação de primeiros princípios, as propriedades estruturais e eletrônicas de nanotubos funcionalizados e interagindo com moléculas de interesse biológico. Analisamos, ainda, as propriedades destes sistemas sob a ação de campos elétricos aplicados, observando alterações em seus comportamentos devido à perturbação externa. No caso dos nanotubos interagindo com o anti-inflamatório nimesulida, a interação é repulsiva, resultando em sistemas energeticamente instáveis, mas que podem ter seu comportamento controlado pelo campo externo. Notamos que quando o nanotubo de carbono interage com o antimalárico primaquina, ocorre uma ligação forte entre estes sistemas, onde a presença da primaquina pode alterar as propriedades eletrônicas dos nanotubos. Já para o caso de nanoestruturas de carbono interagindo com vitaminas, a interação é fraca. Avaliamos também as propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas de nanofitas de carbono (ou nanofitas de grafeno) dopadas por átomos de Ti e Mn e propriedades de nanofitas defeituosas, por meio de simulações de primeiros princípios (código SIESTA), e avaliamos as propriedades de transporte eletrônico de alguns destes sistemas, por métodos tight-binding associados a funções de Green. Observamos que existe um efeito de borda e de sub-rede nas nanofitas de borda zigzag, onde as propriedades dos sistemas podem ser alteradas de acordo com a localização do defeito com relação à borda. Nós mostramos que as nanoestruturas de carbono podem agir como sensores seletivos de átomos ou moléculas adsorvidos, além de representarem uma rota de carreamento de fármacos.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-08-28T17:47:20Z No. of bitstreams: 1 TeseJPFS.pdf: 7489825 bytes, checksum: c319cc8a992956b23bf6db8d3857c32c (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-17T18:50:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseJPFS.pdf: 7489825 bytes, checksum: c319cc8a992956b23bf6db8d3857c32c (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-17T18:51:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseJPFS.pdf: 7489825 bytes, checksum: c319cc8a992956b23bf6db8d3857c32c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-17T19:05:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJPFS.pdf: 7489825 bytes, checksum: c319cc8a992956b23bf6db8d3857c32c (MD5) Previous issue date: 2017-06-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / In this work conductive polymer nanocomposites (CPNs) based on block copolymers and multi walled carbon nanotubes (MWCNT) were obtained. Two of the copolymers were commercial: polystyrene-b-polybutadiene-b-polystyrene (SBS), and polystyrene-b-poly(ethylene-butylene)-b-polystyrene (SEBS). The other copolymer was synthesized: polystyrene-b-poly(vinylidene fluoride) (PS-b-PVDF). Three systems of block copolymer/MWCNT were then obtained and studied for specific purposes. The SBS/MWCNT was produced using two routes: the solution and melt mixing. The influence of the processing conditions on the structure and on the electrical conductivity of these nanocomposites were evaluated and compared. For the second system, SEBS/MWCNT, the aim was evaluate the influence of the grafting of MWCNT with PS on the conductivity of the nanocomposites. For the third system, PS-b-PVDF/MWCNT, the aim was to evaluate the influence of the polymer matrix on the conductivity of the nanocomposites. The nanocomposites had their electrical properties evaluated by measurements of DC electrical conductivity and AC impedance spectroscopy. Their morphologies were evaluated by atomic force microscopy (AFM) and electron microscopy; and their structures were analyzed by small angle X ray scattering (SAXS). The results showed that the higher electrical conductivities and the lower percolation thresholds were obtained for the SBS/MWCNT nanocomposites obtained by the solution technique. The SEBS/MWCNT nanocomposites with PS grafted on MWCNT had higher conductivity than the non-grafted systems. The nanocomposites PS-b-PVDF/MWCNT had also better conductivities than the PVDF/MWCNT. Therefore, it was shown that both the modification of the processing, as well as the filler and the matrix are suitable approaches to control the structures and the electrical conductivity of CPNs based on MWCNT and block copolymers. / Neste trabalho de doutorado foram obtidos nanocompósitos poliméricos condutores (NPCs) baseados em copolímeros em bloco e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT). Dois dos copolímeros utilizados são comerciais: os triblocos poliestireno-b-polibutadieno-b-poliestireno (SBS), e o poliestireno-b-poli(etileno-butileno)-b-poliestireno (SEBS). O outro copolímero foi sintetizado: o poliestireno-b-poli(difluoreto de vinilideno) (PS-b-PVDF). Três sistemas copolímero em bloco/MWCNT foram então obtidos e estudados com objetivos específicos. Para o primeiro sistema, SBS/MWCNT, o objetivo foi o de avaliar e comparar a influência do processamento na condutividade elétrica dos nanocompósitos. Para o segundo sistema, SEBS/MWCNT, o objetivo foi o de avaliar a influência da enxertia de PS nos MWCNT nas condutividades dos nanocompósitos. Para o terceiro sistema, PS-b-PVDF/MWCNT, o objetivo foi o de avaliar a influência da matriz polimérica na condutividade elétrica. Os nanocompósitos tiverem suas propriedades elétricas avaliadas por medidas de condutividade elétrica DC e por espectroscopia de impedância AC; tiveram suas morfologias avaliadas por microscopia de força atômica (AFM) e microscopia eletrônica, e suas estruturas avaliadas por raios X de baixo ângulo (SAXS). Os resultados mostraram que as maiores condutividades elétricas e menores limites de percolação foram obtidos para os nanocompósitos SBS/MWCNT processados por mistura por solução em relação aos obtidos por mistura no estado fundido; para os nanocompósitos SEBS/MWCNT com MWCNT enxertados com PS em relação aos não enxertados; para os nanocompósitos do copolímero PS-b-PVDF/MWCNT, em relação aos do homopolímero, PVDF/ MWCNT. Desta maneira, ficou demonstrado que tanto a modificação do processo, quanto da carga, quanto da matriz podem induzir a diferentes estruturações do material e podem ser meios favoráveis para controle da condutividade elétrica de NPCs baseados em copolímeros em bloco e MWCNT. / FAPESP: 2014/17597-2 / FAPESP: 2015/09924-6 / CNPq: 141456/2013-2

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-01-15T21:40:48Z No. of bitstreams: 1 MariaAugustaCavalcantiSoares_DISSERT.pdf: 3097668 bytes, checksum: e79dcba5d529592b21331e686931f1c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-01-17T14:51:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MariaAugustaCavalcantiSoares_DISSERT.pdf: 3097668 bytes, checksum: e79dcba5d529592b21331e686931f1c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-17T14:51:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaAugustaCavalcantiSoares_DISSERT.pdf: 3097668 bytes, checksum: e79dcba5d529592b21331e686931f1c1 (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / Nos ?ltimos anos o desenvolvimento de supercapacitores tem sido bastante pesquisado devido ? propriedade de possuir densidade de pot?ncia maior do que as baterias convencionais. Para atender as demandas tecnol?gicas da sociedade moderna, a cria??o de dispositivos de armazenamento de energia leves, flex?veis e port?teis, tamb?m chamados de supercapacitores flex?veis, est?o sendo estudados. Os nanotubos de carbono (CNTs ? Carbon nanotubes) incrementam propriedades especiais aos substratos t?xteis, tais como, melhoramento da condutividade el?trica e antiest?tica, aumento da durabilidade e condutividade/isolamento de calor e podem ser aplicados em diversas ?reas, podendo atuar como fornecedores de energia para dispositivos de monitoramentos biom?dicos ou implantes, equipamentos militares e para a constru??o civil. O presente trabalho tem como principal objetivo na forma??o de supercapacitores flex?veis utilizando um m?todo para prepara??o e modifica??o dos nanotubos de carbono de m?ltiplas camadas (MWCNT ? Multiwalled carbon nanotubes) para posterior impregna??o sobre substrato t?xtil de soja. A primeira etapa deste trabalho teve o objetivo de avaliar ? forma??o de grupos funcionais na estrutura dos MWCNTs para sua dispers?o em ?gua atrav?s da funcionaliza??o com diferentes ?cidos (H2SO4 ? ?cido sulf?rico e HNO3 ? ?cido n?trico), sendo purificados com HCl (?cido clor?drico) e neutralizados com NH4OH (hidr?xido de am?nio). Na segunda etapa este material foi funcionalizado com quitosana afim de cationizar os MWCNT e potencializar sua adsor??o sobre a malha de soja. Ap?s o estabelecimento dos par?metros adequados, foram analisadas as diferentes concentra??es de MWCNTs (0%, 1,0%, 2,0% e 3,0% sob peso do material funcionalizado), para a identifica??o do melhor resultado. As t?cnicas de caracteriza??o utilizadas comprovaram que o processo de funcionaliza??o ?cida foi satisfat?rio por promover a aberturas dos tubos dos MWCNTs, sendo identificadas atrav?s da Microscopia Eletr?nica de Transmiss?o (MET) e por facilitar a sua solubilidade em meio aquoso observados de acordo com a Espectroscopia de Absor??o UV-vis, al?m de diminuir a quantidade de impurezas met?licas constatadas em Fluoresc?ncia Raio X (FRX). Os efeitos da funcionaliza??o dos MWCNTs foram comprovados em Difra??o Raio X (DRX) e Espectroscopia Raman. A perda de massa do material identificada por An?lise Termogravim?trica (TG) mostra o aumento ap?s a funcionaliza??o. O processo de imobiliza??o dos nanotubos de carbonos sobre as fibras de soja foi comprovado via Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), bem como, por an?lises eletroqu?micas que determinaram a forma??o de supercapacitores com maior capacit?ncia espec?fica, de 0,766 mF.cm-2, a uma concentra??o de 3,0%, com caracter?sticas t?xteis favor?veis. / In recent years the development of supercapacitors have been searched because of the property of possessing power density greater than conventional batteries. To meet the technological demands of modern society, the creation of energy storage devices, flexible and lightweight laptops, also called flexible supercapacitors are being studied. Carbon nanotubes (CNTs) increment special properties to textile substrates, such as, improving the electrical conductivity and antistatic, increased durability and heat insulation/conductivity and can be applied in various areas, and may act as energy suppliers for Biomedical monitoring devices or implants, military equipment and civil construction. The present work has as main objective in the formation of flexible supercapacitors using a method for preparation and modification of multiwall carbon nanotubes (MWCNT) for subsequent immobilization on soybean protein textile fabric. The first stage of this work corresponds to the formation of functional groups in the structure of MWCNTs for their dispersion in water through the functionalization with different acids (H2SO4 - sulfuric acid and HNO3 - nitric acid), being purified with HCl (hydrochloric acid) and neutralized with NH4OH (ammonium hydroxide). In the second step the material was functionalized with chitosan in order to cationize the MWCNT and potentiate its adsorption in soybean mesh. After establishing the appropriate parameters, different concentrations of MWCNTs (0%, 1.0%, 2.0% and 3.0% under weight of the functionalized material) were analyzed to identify the best result. The characterization techniques used proved that the acid functionalisation process was satisfactory for promoting the openings of the MWCNTs tubes, being identified by Transmission Electron Microscopy (TEM) and for facilitating their solubility in aqueous media observed in accordance with the Spectroscopy of UV-vis absorption, besides decreasing the amount of metallic impurities found in X-ray Fluorescence (XRF).The effect of the functionalization of MWCNTs was confirmed in X-ray Diffraction (XRD) and Raman Spectroscopy. The loss of mass of the material identified by Thermogravimetric Analysis (TG) shows the increase after the functionalization. The process of immobilization of the nanoparticles in the soybean substrate showed characteristic nanofilaments of the assembly of the MWCNTs on the surface of the samples visualized in Scanning Electron Microscopy (SEM), as well as, the electrochemical analyzes determined the formation of supercapacitors with greater specific capacitance of 0.766 mF.cm-2, at a concentration of 3.0%, with favorable textile characteristics.

Neste trabalho, foi estudada a decomposição catalítica do metano sobre catalisadores coprecipitados, à base de Co-Al, para produção de hidrogênio e nanotubos de carbono. Foram testados catalisadores com diferentes proporções de cobalto e alumínio, bem como o efeito da adição de outros metais bivalentes (Mg, Ni, Zn ou Cu) ao sistema Co-Al. Os catalisadores foram caracterizados por TGA-DTA, DRX, TPR, TPO e imagens de MEV. As reações foram conduzidas em uma termobalança operando como reator diferencial, com 10 mg de catalisador. A faixa de temperatura analisada foi de 500-750°C. Os melhores resultados em termos de atividade e estabilidade foram obtidos com o catalisador Co66Al33. A adição de outros metais bivalentes não melhorou o desempenho do catalisador, principalmente porque esses metais afetaram a redutibilidade do catalisador. Para o catalisador que apresentou os melhores resultados (Co66Al33), foram realizados testes em diferentes temperaturas e condições reacionais. Os resultados mostraram que a forma de ativação afeta o desempenho deste catalisador, de forma que o catalisador pré-ativado produziu maiores quantidades de hidrogênio, nas reações a 550, 600 e 700°C. No entanto, a 650°C, a amostra autoativada teve desempenho semelhante à pré-ativada, inclusive mostrando-se mais ativa após certo tempo de reação. A caracterização do carbono depositado mostrou que todos os catalisadores produziram nanotubos de carbono. As imagens de microscopia eletrônica por varredura (MEV) mostraram a presença de filamentos mais longos e abundantes na amostra Co50Al50. As análises de oxidação a temperatura programada (TPO) indicaram que os nanotubos de carbono são de parede simples (SWNT). Para o catalisador Co66Al33, as análises de TPO indicaram maior produção de SWNT por parte das amostras pré-ativadas. / In this work, we studied the catalytic decomposition of methane over coprecipitated Co-Al based catalysts, for production of hydrogen and carbon nanotubes. Tests were performed with catalysts containing different Co-Al molar ratios, as well as with addition of other divalent metals (Mg, Ni, Zn, or Cu) to Co-Al system. The samples were characterized by TGA-DTA, XRD, TPR, TPO and SEM images. Activity tests were carried out in a thermobalance, operating as a differential reactor, with 10 mg of catalyst. The temperature range studied was 500-750°C. The best results in terms of activity and stability were obtained with the catalyst Co66Al33. Addition of other divalent metals did not improve the catalyst performance, mainly because these metals affected the catalyst reducibility. For the best results sample (Co66Al33), additional tests were performed at different temperatures and reaction conditions. Results showed that the activation method affects the catalyst performance, so as pre-activated sample produced more hydrogen than auto-activated sample, at 550, 600 and 700°C of reaction temperature. Nevertheless, at 650°C, auto-activated sample had performance almost similar to the pre-activated sample, even showing higher activity after a period of reaction. Characterization of deposited carbon showed that all catalysts produced carbon nanotubes. The images of scanning electron microscopy (SEM) showed formation of longer and abundant filaments in the sample Co50Al50. Temperature programmed oxidation analyses indicated that filaments are single walled carbon nanotubes (SWNT). For the catalyst Co66Al33, TPO analyses indicated a higher production of SWNT by pre-activated samples.

No fim do século XX cresceu o interesse por materiais com potencial para aplicação na área da nanotecnologia. Um destes materiais é o grafeno (alótropo do carbono da espessura de um átomo), indicado para aplicações que exploram desde propriedades ópticas até mecânicas. Todavia, os métodos de produção estabelecidos até o momento geram normalmente um produto com alto grau de defeitos estruturais. Por isso, o objetivo deste estudo foi desenvolver um método mais brando para obtenção de grafeno, por meio do desenrolamento de nanotubos de carbono (NTC) de parede múltipla na presença de líquidos iônicos (LI) (que possuem caráter lubrificante e estabilizador) e adicioná-lo à resina epoxídica para avaliar seu efeito nas propriedades do nanocompósito. A metodologia consistiu em definir a rota a que a mistura NTC:LI (bis(trifluorometanosulfonil)imidato de 1-n-butil-3-metilimidazólio – BMImNTf2), na proporção 1:10, deveria ser submetida e depois avaliar variações para validação do método (alteração de temperatura, solventes – LI BMImCl e tolueno e nanocarga – grafite). As misturas de grafeno-NTC/LI produzidas foram adicionadas na proporção de 0,1% em massa de grafeno-NTC à resina epoxídica. A caracterização das misturas se deu pelas técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia Raman e microscopia de força atômica (AFM), e dos nanocompósitos, também por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial exploratória (DSC), infravermelho (IV) análise dinâmico-mecânica (DMA) e ensaios mecânicos. A morfologia observada em MET e AFM evidenciou que a rota em que a mistura permaneceu 3 h em aquecimento e agitação magnética sob vácuo e 3 h sob sonificação resultou em grafeno de algumas camadas. Os resultados de Raman mostraram que foi produzido grafeno de boa qualidade, baseando-se na razão ID/IG. Nos nanocompósitos, confirmou-se que BMImNTf2 mantém as folhas de grafeno abertas. Já com BMImCl a morfologia dos NTC permanece inalterada, mas seu grau de emaranhamento é diminuído pela ação lubrificante deste LI, o que reflete em melhoria na resistência ao impacto. Os NTC sem a presença de um LI de forma geral não conferiram melhoria à matriz polimérica (ex: queda de 35% na dureza). / In the late twentieth century, the interest in materials with potential application in the nanotechnology´s field has increased. One of these materials is graphene (carbon allotrope of a single atom thickness), suitable for applications, which exploit properties such as optical or mechanical. However, the methods developed up to now to obtain graphene usually generate a product with high degree of structural defects. Therefore, the aim of this study was to produce graphene sheets through a milder route of unrolling multi-walled carbon nanotubes (CNT) in ionic liquids (IL; which have a lubricating and stabilizing character) and to add it to an epoxy resin to evaluate its effect on the nanocomposite properties. The methodology consisted of defining the route through which the 1:10 mixture of CNT:IL (1-n-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imidate - BMImNTf2) should be submitted, and then evaluate possible variations for validating the method (change in temperature, solvents - toluene and IL BMImCl and nanofiller - graphite). The produced graphene-CNT/IL mixtures were added at 0.1% by weight of graphene-CNT to epoxy resin. Characterization of the graphene/IL mixtures was done by transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy and atomic force microscopy (AFM), and the nanocomposites also by scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), dynamical mechanical analysis (DMA) and mechanical tests. The morphology observed using TEM and AFM showed that the route based on 3 h under heating, stirring and vacuum, followed by 3 h of sonication leads to CNT unrolling. Raman spectra showed that the produced graphene was of good quality, based on the low ID/IG ratio. In the nanocomposites, CNT unrolling was confirmed when IL BMImNTf2 was used, yielding reasonable property improvements. In the case of IL BMImCl, the unrolling of the CNT did not occur, but the lubricant effect of the IL decreased the degree of entanglement, which increased its impact strength. Differently, the non-treated CNT generally reduced the properties of the polymer matrix, e.g. a 35% drop in hardness.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas. Programa de Pós-Graduação em Sociologia Política. / Made available in DSpace on 2012-10-25T15:14:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300035.pdf: 4882639 bytes, checksum: f3166172bdf203ea163dd6b3a105a799 (MD5) / O objetivo central desta tese é analisar o processo de constituição de uma nova tecnologia como portadora de riscos. Partindo de um produto nanotecnológico, o nanotubo de carbono, discutiu-se a constituição de um risco tecnológico. Utilizou-se o referencial teórico desenvolvido principalmente por Bruno Latour, designado Actor Network Theory e conhecido no Brasil como teoria do ator-rede. Foram analisados todos os artigos científicos que continham as palavras 'risk' e 'carbon nanotubes' publicados nas principais revistas acadêmicas internacionais e disponibilizados no portal de periódico CAPES, no período de 2003 até 2010. A amostra foi composta de 102 artigos. Concluiu-se que, na constituição dos riscos tecnológicos, não há uma produção cumulativa do conhecimento; tem-se uma produção mais complexa. Cada novo ator que é arrolado na rede do nanotubo de carbono, como um material portador de riscos, produz uma tradução do que é considerado como evidência de risco, e essa tradução se dá tanto no presente quanto no passado. É apresentado, também, de que forma os documentos produzidos por agências governamentais (EPA, nos Estados Unidos, e Royal Society, no Reino Unido) e as indústrias químicas DuPont e Bayer discutem os riscos dos nanotubos de carbono. Verificou-se que há expressivas diferenças na forma como os riscos são percebidos e enfrentados por tais agências e indústrias, e que tais percepções refletem, de modo mais amplo, o entendimento de ciência de tais entidades. Neste trabalho, abriu-se a 'caixa-preta' da constituição do nanotubo de carbono como uma tecnologia que contém riscos e apontou-se como uma determinada tecnologia passa a ser considerada arriscada pelos próprios cientistas. Nesse sentido, a tese contribui para as teorias sociais sobre análise de riscos. Mesmo tomando um produto em particular, a tese possibilita entender, de maneira mais ampla, o processo de constituição de um risco tecnológico / The aim of this thesis is to analyze the construction process of a new technology as a risky one. We discussed the construction of a technological risk, from a nanotechnological product, the carbon nanotube. Our theoretical framework consisted mainly in the one developed by Bruno Latour, called Actor Network Theory. We analyzed all scientific articles that contained the words 'risk' and 'carbon nanotubes' published in major international academic journals and made available on CAPES journal database, from 2003 until 2010. The sample consisted of 102 articles. We concluded that, in the construction of technological risks, it does not take place a cumulative production of knowledge, but a more complex production. Each new actor who is enrolled in the carbon nanotube network, considered as a material that carries risks, produces a reframing of what is considered as evidence of risk, and this reframing, occurs both in the present, as in the past. We also showed how the risks of carbon nanotubes were discussed in documents produced by government agencies (EPA, USA, and Royal Society, UK) and Bayer and Dupont chemical industries. We identified that there are significant differences in how risks are perceived and addressed by these agencies and industries and that such perceptions reflects, more broadly, how science is perceived by those actors. This research opened up the 'black box' of the constitution of the carbon nanotube as a technology that carries risks and pointed how a particular technology is now considered risky by the scientists themselves; therefore, the work contributes to the social theories related to risk analysis. Even limited to a particular product, the thesis provides insights to the more broadly understanding of the construction process of a technological risk

?rea de concentra??o: Qu?mica Anal?tica / Submitted by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-10T11:52:19Z No. of bitstreams: 2 Disserta??o Saimon Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-10T13:00:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Disserta??o Saimon Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-10T13:00:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Disserta??o Saimon Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-12T17:52:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Disserta??o Saimon Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-12T17:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Disserta??o Saimon Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Item withdrawn by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-19T13:51:37Z Item was in collections: PPGQ - Mestrado em Qu?mica (Disserta??es) (ID: 150) No. of bitstreams: 3 Dissertacao_Saimon_Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_Saimon_Final.pdf.txt: 148365 bytes, checksum: 0a99c3be8d2cda4ce737a53a561cf7a5 (MD5) / Item reinstated by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-19T13:53:14Z Item was in collections: PPGQ - Mestrado em Qu?mica (Disserta??es) (ID: 150) No. of bitstreams: 3 Dissertacao_Saimon_Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_Saimon_Final.pdf.txt: 148365 bytes, checksum: 0a99c3be8d2cda4ce737a53a561cf7a5 (MD5) / O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um sensor voltam?trico seletivo e sens?vel para a determina??o simult?nea de catecol (CC) e hidroquinona (HQ) usando um eletrodo de carbono v?treo (ECV) modificado com ftalocianina de mangan?s (MnPc) adsorvida sobre nanotubos de carbono de paredes m?ltiplas (NTCPM). O eletrodo modificado apresentou uma excelente atividade eletroqu?mica tanto para oxida??o quanto para a redu??o de CC e HQ. No ECV/NTCPM/MnPc tanto CC, quanto HQ podem gerar um par redox quase-revers?vel e picos bem definidos. Sob as condi??es experimentais e operacionais otimizadas, a corrente de pico cat?dica foi linear na faixa de 1,0 x 10-6 mol L-1 a 6,0 x 10-4 mol L-1 para ambos, CC e HQ, com limites de detec??o de 0,95 e 0,41 ?mol L-1, respectivamente. Adicionalmente, as correntes de pico an?dicas foram linear na faixa de 1,0 x 10-6 mol L-1 a 6,0 x 10-4 mol L-1 para ambos, CC e HQ, com limites de detec??o de 0,96 e 0,48 ?mol L-1, respectivamente. O m?todo proposto foi eficazmente aplicado na detec??o simult?nea de hidroquinona e catecol em amostras de ?gua. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2012. / ABSTRACT The present work describes the development of a selective and sensitive voltammetric sensor for catechol (CC) and hydroquinone (HQ) using a glassy carbon (GC) electrode modified with manganese phthalocyanine (MnPc) adsorbed on multiwalled carbon nanotubes (MWCNT). The modified electrode showed an excellent electrochemical activity towards the oxidations and reductions of CC and HQ. At the GC/MWCNT/MnPc electrode both CC and HQ can generate a pair of quasi-reversible and well-defined redox peaks. Under the optimized experimental and operational conditions, the cathodic peak current was linear over the 1.0 x 10-6 mol L-1 to 6.0 x 10-4 mol L-1 range for both CC and HQ, with detection limits of 0.95 and 0.41 ?mol L-1, respectively. In addition, anodic peak current were linear over the 1.0 x 10-6 mol L-1 range to 6.0 x 10-4 mol L-1 for both CC and HQ, with detection limits of 0.96 and 0.48 ?mol L-1, respectively. The proposed method was effectively applied to the simultaneous detection of hydroquinone and catechol in water samples.

Submitted by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-02-19T13:34:44Z No. of bitstreams: 5 jus.pdf: 3394180 bytes, checksum: 71d0ff7761a41fcaa36b37cfba79f687 (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-02-20T10:26:30Z (GMT) No. of bitstreams: 5 jus.pdf: 3394180 bytes, checksum: 71d0ff7761a41fcaa36b37cfba79f687 (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-20T10:26:30Z (GMT). No. of bitstreams: 5 jus.pdf: 3394180 bytes, checksum: 71d0ff7761a41fcaa36b37cfba79f687 (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (Capes) / Atualmente os nanotubos de carbono (NTC) representam um importante grupo de nanomateriais com atrativas propriedades qu?micas, eletr?nicas e mec?nicas. Estes materiais podem ser combinados a pol?meros, de maneira a moldar as propriedades f?sicas desses compostos (nanotubos-pol?mero), aumentando sua condutividade el?trica, estabilidade qu?mica e resist?ncia mec?nica. O presente trabalho apresenta o desenvolvimentoum material comp?sitonanoestruturado ? base de polianilina (PANI) e nanotubos de carbono de paredes m?ltiplas(MWCNT), para tal, os NTC foram funcionalizados com agrupamentos amina (PEG-NH2). A inser??o do grupamento amina junto aos NTC (PEG-MWCNT) foi confirmada atrav?s da caracteriza??o deste material utilizando as t?cnicas de Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), Espectroscopia de infravermelho com transformada de fourrier(FT-IR) e Espectroscopia de Energia dispersiva de Raios-X. Foi produzido um eletrodo modificado atrav?s da polimeriza??o do mon?mero anilinaem presen?a dos NTC funcionalizados denominado PANI/PEG-MWCNT. Foram analisadas as propriedades do comp?sito PANI/PEG-MWCNT pelas t?cnicas de Voltametria c?clica e Espectroscopia de Imped?ncia Eletroqu?mica, atrav?s das quais foi verificado que a presen?a combinada dos NTC e da PANI favorece forma??o de um material comp?sito com propriedades sin?rgicas. Al?m disso, atrav?s da Microbalan?a Eletroqu?mica de Cristal de Quartzo pode-se constatarque a dopagem da PANI com PEG-MWCNT favorece o transporte de pr?tons significativamente. Atrav?s da t?cnica de microscopia eletroqu?mica de varredura foi poss?vel evidenciar que existem mais s?tios ativos na superf?cie do filme de PANI/PEG-MWCNT do que na superf?cie da PANI devido ? incorpora??o uniforme dos MWCNT. Finalmente, o eletrodo modificado com o material comp?sito foi utilizado como plataforma no desenvolvimento de um biossensor enzim?tico, pela imobiliza??o da enzima HRP (HRP/PANI/PEG-MWCNT). O biossensor HRP/PANI/PEG-MWCNT apresentou um ?timo suporte para aredu??o de per?xido de hidrog?nio a baixo potencial (-100 mV) vs Ag/AgCl, bem como alta sensibilidade (1.01) ?Acm-2 ?M?1e baixo limite de detec??o de 0,5 ?M L-1. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2013. / ABSTRACT Currently carbon nanotubes (NTC) represent an important group of nanomaterials with attractive properties (chemical, electronic and mechanical). These materials can be combined with polymers in order to shape their physical properties of these compounds (nanotube-polymer), increasing its electrical conductivity, chemical stability and mechanical strength. In fact, this study shows the production of a nanostructured composite material based on polyaniline (PANI) and carbon nanotubes multi-walled (MWCNT), for this, the NTC were functionalized with amine groups (PEG-NH2). The insertion of the amine grouping together to NTC (MWCNT-PEG) was confirmed by the characterization of this material using the techniques of Scanning Electron Microscopy (SEM) spectroscopy, Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and energy dispersive X-Ray. A modified electrode was produced through polymerization in the presence of PANI called NTC functionalized PANI/PEG-MWCNT. The properties of the composite PANI/MWCNT-PEG were examined by cyclic voltammetry and Electrochemical Impedance Spectroscopy, it was found that the combined presence of the NTC and polyaniline in the modified electrode provides a formation of a composite material with synergistic properties. Furthermore, through the technique of Electrochemical Microbalance Quartz Crystal can be seen that doping of PANI with PEG-MWCNT facilitates significantly the transport of protons. Finally, through the technique of scanning electrochemical microscopy was possible to show that there are more active sites on the surface of the film of PANI / MWCNT-PEG than on the surface of PANI due to the incorporation of MWCNT uniform. Lastly, the modified electrode composite material was used as a support for a biosensor for immobilization of the enzyme HRP (HRP/PANI/PEG-MWCNT). The biosensor HRP/PANI/MWCNT-PEG showed a great support for the reduction of hydrogen peroxide at a low potential (-100mv) vs Ag / AgCl as well as high sensitivity (1.01) ?A cm-2 mM-1 and low detection limit 0.5 ?m.