Made available in DSpace on 2015-08-20T17:10:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:25:47Z : No. of bitstreams: 1 000842125.pdf: 6147202 bytes, checksum: bd797f56a6a047df1c0c2fbee29810f1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O dióxido de titânio (TiO2) tem sido sugerido como um material promissor em diversas aplicações, destacando-se aquelas em conversão de energia solar, aplicações ambientais, como fotocatalizadores, além da utilização como biomaterial, principalmente por ser um óxido de baico custo, quimicamente estável e apresentar propriedades antibacterecidas. Nanoestruturas de TiO2 vêm ampliando ainda mais seu campo de aplicação, especialmente quando o tamanho das partículas são menores do que 50 nm. A fotoatividade única das nanopartículas de TiO2 e suas propriedades mecânicas superiores quando comparadas à sua forma em bulk, torna-as um dos aditivos ideais para melhorar o desempenho dos materiais poliméricos. Neste trabalho, nanotubos de TiO2 e TiO2 contendo diferentes concentrações de cério, foram obtidos por síntese alcalina seguida de sucessivas lavagens em meio ácido e água, com diferentes valores de pH final da solução. Os nanotubos obtidos foram caracterizados morfologicamente e estruturalmente e então utilizados como aditivos em uma resina composta fotoativada, nas concentrações de 0,1, 0,3 e 0,6% em peso, a fim de melhorar as propriedades mecânicas de dureza e módulo de elasticidade da resina, bem como aumentar o valor de grau de conversão e assim obter um compósito melhorado para aplicações odontológicas. Os resultados mostram que os nanotubos sintetizados, mesmo com diferentes composições químicas, apresentam diâmetro médio de 10 nm. Foi possível identificar duas formas de crescimento desses nanotubos, uma a partir do enrolamento de folhas, formadas durante o tratamento alcalino do material de partida, e outra a partir do crescimento de monocristais de TiO2. A diferença nos valores de pH final da síntese mostrou ser um fator importante para a determinação da fase cristalina obtida, em que valores de pH 4 levaram a formação exclusivamente da fase TiO2 anatase, enquanto valores de pH igual a 7... / Titanium dioxide (TiO2) has been suggested as a promising material in several applications, especially those solar energy conversion, environmental applications, as photocatalysts, besides being used as biomaterial, mainly because it is a low-cost oxide, chemically stable and by present antibacterial properties. TiO2 nanostructures comes further increasing its field of application, especially when the size of the particles are smaller than 50 nm. The unique photoactivity of TiO2 nanoparticles and their superior mechanical properties when compared to its shape in bulk, makes it ideal as an additive to improve the performance of polymeric materials. In this work, TiO2 nanotubes and nanotubes of TiO2 with different cerium concentrations were obtained by alkaline synthesis followed by successive washes in acide and water, with different final pH values of the solution. The nanotubes obtained were morphologically and structurally characterized and then used as additives in a photopolymerized composite resin, at concentrations of 0.1, 0.3 and 0.6% by weight in order to improve the mechanical properties of hardness and elastic modulus of thet resin and increase the degree of conversion and thereby obtain an improved composite for dental applications. The results show that the show that the synthesized nanotubes, even of different chemical compositions, have an average diameter of 10 nm. It was possibe to identify two differnte growth types for these nanotubes, one from to sheets winding formed during the alkali treatment of starting material and other from to growth of TiO2 single crystals. The difference in final pH values synthesis shown to be an important factor for the determination of the crystal phase obtained, wherein pH values of 4 led to the formation of TiO2 anatase phase only, while pH values exceeding 7 favored the coesistence of TiO2 anatase phase and hydrogen titanate. When incorporated into the resin, the nanotubes acted as a...

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-04-12T17:14:28Z No. of bitstreams: 1 2017_TaynaraFerreiradaSilva _PARCIAL.pdf: 2612603 bytes, checksum: 8e2927aa8d86061b8eba862fe837a00f (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-20T21:03:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_TaynaraFerreiradaSilva _PARCIAL.pdf: 2612603 bytes, checksum: 8e2927aa8d86061b8eba862fe837a00f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-20T21:03:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_TaynaraFerreiradaSilva _PARCIAL.pdf: 2612603 bytes, checksum: 8e2927aa8d86061b8eba862fe837a00f (MD5) Previous issue date: 2018-04-20 / Pesquisas recentes demonstram o grande potencial do uso de reforços nanométricos em borracha natural (NR), devido à alta relação de aspecto, condutividade elétrica e resistência abrasiva, incrementando a sua versatilidade para potenciais aplicações. Este trabalho apresenta o estudo das mudanças nas propriedades mecânicas e elétricas da NR proveniente da Hevea brasiliensis, pela adição de 0,1%; 0,5% e 1% (m/m) de nanocarbonos na produção de nanocompósitos. Os nanomateriais com proporção NR/nanocarbono 0,1% foram produzidos em duas espessuras diferentes, 0,4 mm e 0,8 mm. Os nanocarbonos usados foram nanotubos de carbono (CNT), nanotubos de carbono funcionalizados (FCNT) e óxido de grafeno (GO). Os nanocarbonos foram dispersos na matriz com o auxílio de um compatibilizante natural, o líquido da castanha de caju (CNSL), material rico em grupos fenólicos com caráter anfifílico. A funcionalização do CNT foi confirmada por espectroscopia de espalhamento FT-Raman e Raman. Os ensaios de calorimetria exploratória diferencial (DSC) evidenciaram variações nos processos endotérmicos, de acordo com os nanocarbonos usados. As curvas termogravimétricas (TG) indicaram a estabilidade térmica e homogeneidade dos nanocompósitos. Nos espectros de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), verificou-se a presença de todos os grupos funcionais característicos da NR, CNSL, CNT, FCNT e GO nos nanocompósitos. Os espectros de espalhamento FT-Raman e Raman mostraram o deslocamento das bandas D e G nos nanocompósitos. A morfologia dos nanocompósitos foi observada por imagens ópticas, pois os nanocarbonos não foram visualizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As curvas por análise dinâmico-mecânica (DMA) se mostraram mais sensíveis às variações da Tg, comparadas ao DSC. Também, pelas curvas DMA somadas às curvas reométricas, foi evidenciada uma variação no módulo de armazenamento (E’), tan δ e módulo de cisalhamento (G’) para as diferentes proporções usadas de nanocarbonos, conforme descrito na literatura. / Recent research has demonstrated the great potential of the use of nanometric reinforcements in natural rubber (NR), due to its high aspect ratio, electrical conductivity and abrasive resistance, increasing its versatility for potential applications. This work presents the study of the changes in the mechanical and electrical properties of NR from Hevea brasiliensis, by the addition of 0.1 wt% 0.5 wt% and 1.0 wt% of nanocarbons in the production of nanocomposites. Nanomaterials with NR/nanocarbon 0.1 wt% ratio were produced in two different thicknesses, 0.4 mm and 0.8 mm. The nanocarbons used were carbon nanotubes (CNT), functionalized carbon nanotubes (FCNT) and graphene oxide (GO). The nanocarbons were dispersed in the matrix with the aid of a natural compatibilizer, cashew nut liquid (CNSL), a material rich in amphiphilic phenolic groups. Functionalization of CNT was confirmed by FT-Raman and Raman scattering spectroscopy. The differential scanning calorimetry (DSC) tests evidenced variations in the endothermic processes, according to the nanocarbon used. The thermogravimetric (TG) curves indicated the thermal stability and homogeneity of the nanocomposites. In the Fourier Transform Infrared (FTIR) absorption spectra, all functional groups characteristic of NR, CNSL, CNT, FCNT and GO were observed in the nanocomposites. The FTRaman and Raman scattering spectra showed the displacement of the D and G bands in the nanocomposites. The nanocomposite morphology was observed by optical images, since nanocarbons were not visualized by scanning electron microscopy (SEM). Dynamic-mechanical analysis (DMA) curves were more sensitive to Tg variations, compared to DSC. Also, by the DMA curves added to the rheometric curves, a variation in the storage modulus (E'), tan δ and shear modulus (G') was shown for the different proportions used of nanocarbons, as described in the literature.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Humberto Marcolino-Junior / Coorientadores : Prof. Dr. Aldo José Gorgatti Zarbin, Prof. Dr. Arben Merkoçi / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 26/08/2016 / Inclui referências : f. 125-142 / Área de concentração : Química analítica / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo a abordagem eletroanalítica de nanopartículas de ouro sintetizadas pelo método bifásico, o qual é dividido em três partes: i) síntese e caracterização de um nanocompósito entre nanopartículas de ouro (NPAu) e nanotubos de carbono (NTC) pelo método bifásico e a construção de um sensor eletroquímico para a determinação de dopamina. Nesta parte, os NTCs foram funcionalizados por oxidação química por rota ácida para promover melhor dispersão das NPAu sobre os NTCs. A efetividade da funcionalização química foi avaliada por espectroscopia RAMAN e titulações potenciométricas, indicaram a introdução de grupos oxigenados na estrutura dos NTCs. Após isso, o NTC funcionalizado foi utilizado como suporte para o crescimento de NPAu, utilizando uma rota inédita para a sua obtenção. Após caracterização, o material foi utilizado como sensor eletroquímico para a determinação de dopamina na presença de ácido ascórbico e ácido úrico por meio da voltametria de onda quadrada. Posterior à otimização dos parâmetros analíticos, a faixa linear encontrada foi de 0,48 a 5,7 ?mol L?1 de dopamina, com limite de detecção e quantificação de 0,071 a 0,24 ?mol L?1 respectivamente; ii) aplicação do nanocompósito NTC-NPAu na construção de um biossensor: Eletrodos impressos modificados com NTC-NPAu foram utilizados como suporte para a imobilização da enzima tirosinase e este biossensor foi acoplado a um sistema microfluídico de baixo custo constituídos de fios de algodão como microcanais de fluxo de solução. O sistema foi aplicado para a determinação de fenol e, após a otimização dos parâmetros analíticos, o limite de detecção e quantificação foram de 2,91 nmol L?1 e 8,92 nmol L?1 respectivamente. O sistema foi aplicado no estudo de adição e recuperação de fenol em água potável, obtendo recuperações entre 89 e 110%; iii) desenvolvimento de tintas a base de NPAu passivadas por dodecanotiol e construção de eletrodos impressos. Neste estudo, as NPAu foram utilizadas na formulação de tintas para a produção de eletrodos utilizando a tecnologia jato de tinta de impressão (JTI). A produção de eletrodos foi avaliada na construção de um dispositivo de multidetecção onde os desvios padrão elativos de repetibilidade e reprodutibilidade encontrados foram de 2,7% e 10%, indicando a potencialidade analítica do sistema. Palavras-chave: Química eletroanalítica. Biossensores. Nanopartículas de Ouro. Inkjet. / Abstract: This work aims to electroanalytical approach of gold nanoparticles synthesized by biphasic method, which is divided into three parts: i) synthesis and characterization of nanocomposite between gold nanoparticles (NPAu) and carbon nanotubes (NTC) by biphasic method and construction of electrochemical sensor for dopamine determination. In this section, NCTs were functionalized by adicic chemical oxidation to promote better NPAu dispersion onto CNTs, the effectiveness of chemical functionalization was evaluated by RAMAN spectroscopy and potentiometric titrations indicating the introduction of oxygenated groups on the CNTs surface occurred. Thereafter, the functionalized NTC was applied as support for NPAu growth by a new synthetic route. After structural characterization, the material was used as electrochemical sensor for the determination of dopamine in presence of ascorbic acid and uric acid using a square wave voltammetry. Thereafter, optimization of analytical parameters was carried out and the linear range was found from 0.48 × to 5.7 ?mol L?1 with limit of detection and quantification 0.07 and 0.24 ?mol L?1, respectively; ii) application of the NTC-NPAu nanocomposite for biosensor construction. Screen printed electrodes modified NTC-NPAu were used as support for immobilizing tyrosinase enzyme, and the biosensor was coupled to microfluidic low-cost system consisting of cotton thread as solution flow microchannels. The system was evaluated for phenol quantification after optimized analytical parameters of limit of detection and limit of quantification were found 2,9 nmol L?1 and 8,9 nmol L?1 respectively. The system was applied on phenol addition and recovery studies in tap water, obtaining recoveries rates between 89 and 110%; iii) development NPAu-dodecanethiol capped-based inks and construction of printed electrodes. In this study, NPAu were used in ink formulations for producing electrodes using inkjet printing technology. After optimization of ink composition and printing parameters, the electrodes were characterized by electrochemical techniques.The printing process was evaluated in a multidetection device where repeatability and reproducibility standard deviation values were found 2.7% and 10 %, indicating good analytical performance. Keywords: Electroanalytical chemistry. Biosensors. Gold Nanoparticles. Inkjet.

Made available in DSpace on 2016-08-12T18:48:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-09-10. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T18:51:06Z : No. of bitstreams: 1 000857407_20170910.pdf: 828849 bytes, checksum: 3d1d6ca67089dd4d215ef86e6e490933 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-09-11T13:55:54Z: 000857407_20170910.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-09-11T13:56:49Z : No. of bitstreams: 1 000857407.pdf: 2331591 bytes, checksum: 1fa5b1caae874d52e97bccd59a46ce2f (MD5) / Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de dois sensores eletroquímicos modificados para determinação sensível e seletiva de cisplatina, um dos fármacos mais frequentemente utilizados no tratamento oncológico de diversos tipos de patologias tumorais cancerosas. O primeiro sensor foi desenvolvido a base de pasta de carbono modificado com a enzima glutationa-s-transferase (GST). O biossensor é baseado na resposta inibitória da atividade enzimática da enzima GST devido à adição do fármaco cisplatina. Glutationa reduzida (GSH) e 1-cloro-2,4-dinitrobenzeno foram utilizados como substratos para a enzima GST, os quais foram adicionados na concentração de 1,0 x 10-3 mol L-1 na cela de medida. As técnicas utilizadas para a caracterização do sistema foram espectroscopia de infravermelho, voltametria cíclica e impedância eletroquímica. Os resultados quantitativos daquelas interações foram obtidos usando VOQ, observando-se uma resposta linear entre 50 e 140 μmol L-1 de cisplatina e limite de detecção de 8,8 μmol L-1 de cisplatina. O biossensor apresentou uma boa repetibilidade intra-dia com um desvio padrão relativo de 4,2% avaliando quatro curvas analíticas. O uso da pasta de carbono ofereceu a possibilidade de uma simples, rápida e eficiente renovação da camada de superfície do eletrodo, o que permitiu a utilização da mesma pasta em várias medidas durante um longo período de tempo. Adicionalmente, foi desenvolvido um sensor não enzimático no monitoramento da cisplatina usando eletrodos impressos de carbono (SPCE, screen-printed carbon electrodes) modificados com nanotubos de carbono de multiplas paredes funcionalizados com grupos carboxila (MWCNT-COOH.SPCE) da DROPSENS® (SDS 110CNT). Com o propósito de avaliar a influência dos nanotubos de carbono na resposta do sensor de cisplatina foi utilisada a técnica de voltametria cíclica. O uso do surfactante dodecilsulfato... / This thesis presents the development of two electrochemical sensors for the sensitive and selective detection of cisplatin, one of the drugs most frequently used in the oncologic treatment of several cancer tumor pathologies. The first was a biosensor based on carbon paste modified with the enzyme glutathione-s-transferase (GST). The biosensing was based on the inhibitory response of the enzymatic activity of GST due to the addition of the drug cisplatin. Reduced glutathione (GSH) and 1-chloro-2,4-dinitrobenzene were used as substrates for the GST enzyme, and were added at the concentration of 1.0 x 10-3 mol L-1 in the measuring cell. The techniques used for the characterization of the system were infrared spectroscopy, cyclic voltammetry and electrochemical impedance. The quantitative results of those interactions, obtained by square wave voltammetry (SWV) and differential pulse with adsorptive stripping voltammetry were very similar, and very promising for the analysis of cisplatin. The biosensor showed, using SWV, a linear response between 50 and 140 μmol L-1 of cisplatin. The detection limit was 8.8 μmol L-1 of cisplatin. In the intra-day repeatability studies, the relative standard deviation was 4.2%, from the analysis of four analytical curves, showing the repetitiveness of the electrochemical response of the proposed sensor. The use of the carbon paste offered the possibility of the simple, quick and efficient renewal of the surface layer of the electrode, which allowed the use of the same paste for several measurements during a long period of time. Additionally, a non-enzymatic sensor was developed for the monitoring of cisplatin using screen-printed carbon electrodes (SPCE, screen-printed carbon electrodes), functionalized with multi-walled carbon nanotubes and factory modified with carboxyl groups (MWCNT-COOH) acquired from DROPSENS® (SDS 110CNT). The electrochemical characterization...

Resumo: As resinas polibenzoxazinas constituem uma nova classe de resinas fenólicas termorrígidas que surgiram nas últimas décadas, superando as propriedades das tradicionais resinas epóxi e fenólicas aplicadas na indústria aeroespacial. A incorporação de baixa concentração em massa de nanotubo de carbono (NTC) em matrizes poliméricas pode produzir materiais estruturais com propriedades superiores. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo a preparação de compósitos nanoestruturados de resina benzoxazina/NTC, bem como o estudo da cinética de cura da resina benzoxazina e de seus compósitos nanoestruturados. Além disso, objetiva-se, ainda, a caracterização térmica da resina benzoxazina curada e de seus compósitos nanoestruturados também curados pelo mesmo ciclo de cura. O estudo da cinética de cura foi realizado por meio da técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) sob condições não-isotérmicas (dinâmicas). A caracterização térmica foi realizada por meio do uso de termogravimetria, da análise dinâmico-mecânica, da análise termomecânica, do DSC e por análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e microscopia eletrônica de varredura. A partir destas análises, concluiu-se, de maneira geral, que os nanotubos de carbono agem como catalisadores da cura da matriz de benzoxazina sem afetar suas temperaturas iniciais e finais de polimerização. A adição de NTC não modifica a estabilidade térmica da resina benzoxazina e nem a temperatura de transição vítrea (Tg) dos compósitos nanoestruturados, com exceção da adição de 0,1% em massa de NTC na matriz polimérica que gera um aumento na Tg / Abstract: Polibenzoxazine resins are a new class of thermosetting phenolic resins that have emerged in recent decades, overcoming the traditional properties of epoxy and phenolic resins applied in the aerospace industry. The addition of small amount of carbon nanotube in polymeric matrices can produce superior structural materials. Thus, this work aims to prepare nanostructured composite benzoxazine resin/NTC as well the study of the cure kinetic of neat benzoxazine resin and their nanostructured composites produced. Moreover, the objective is also the thermal characterization of cured neat benzoxazine resin and their composites nanostructured also cured by the same cure cycle. The study of cure kinetics was performed using the technique of differential scanning calorimetry (DSC) under non-isothermal (dynamic). The thermal characterization was performed by using thermogravimetry, dynamic mechanical analysis, thermomechanical analysis, DSC analysis and infrared spectroscopy with Fourier transformed and scanning electron microscopy. From these tests, it can be concluded, in general, that the carbon nanotubes act as catalysts for curing the benzoxazine matrix without affecting the initial and final temperatures of polymerization. The addition of CNT does not change neither the thermal stability of the benzoxazine resin nor the glass transition temperature (Tg) of nanostructured composites, except for the addition of 0.1 wt% of CNT in polymer matrix that generates a slight increase in Tg / Orientador: Michelle Leali Costa / Coorientador: Edson Cocchieri Botelho / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: José Maria Fernandes Marlet / Mestre

Orientador: Maria Aparecida Zagheti Bertochi / Co-orientador: Alberto Adriano Cavalheiro / Banca: Sônia Maria Zanetti / Banca: Diogo Pascoali Volanti / Banca: Talita Manzon Anselmo / Banca: Milady Renata Aparecida da Silva / Resumo: Este trabalho tem como principal objetivo obter nanoestruturas de titanato de sódio (Na2Ti6O13) puras e dopadas usando o método hidrotermal assistido por micro-ondas, visando aplicação fotocatalítica na descoloração do corante rodamina B. No processo de síntese hidrotérmica os parâmetros potência de irradiação de micro-ondas (450W), volume de solução (50 mL), concentração de TiO2 (~0,5 g) e NaOH (10 M) foram mantidos fixos. Na primeira etapa do trabalho utilizou-se o TiO2 (anatase) comercial como precursor para a formação dos nanotubos. Nesta etapa foi avaliado o efeito da temperatura e do tempo de reação nas características do produto formado. A faixa de temperatura usada para a obtenção dos nanotubos foi de 130 a 200 °C enquanto que o tempo de reação variou de 0,5 a 4h. Em todas as sínteses o produto formado foi o titanato de sódio (Na2Ti6O13) identificado pela presença de picos em 2θ iguais a 10, 24, 28, 48°, quando analisados por difratometria de raios X, DRX. Por análises de microscopia eletrônica de varredura de alta resolução, MEV, observou-se a morfologia de nanoestruturas 1D, que pelas imagens de microscopia de transmissão, MET, associada a análise de área superficial (BET), da ordem de 300 - 400 m2 g-1, ficou evidenciado serem nanotubos. Todas as amostras, preparadas nesta etapa, apresentaram atividade na descoloração da rodamina B, com destaque para as obtida a 130 °C por 3 h e 180 °C por 1 h. A caracterização óptica destas amostras indicou emissão na região visível dos espectros de fotoluminescência, principalmente no azul (proporção relativa de 3 a 7%), e também emissão no verde maior ou igual a do laranja. Também foi usado o isopropóxido de titânio como precursor, mantendo-se todas as condições da primeira etapa, obtendo-se amostras com os mesmos perfis estruturais e ópticos, as quais também se mostraram ativas ... / Abstract: This work aims to obtain sodium titanate nanostructures (Na2Ti6O13), pure and doped, using the microwave assisted hydrothermal method, aiming photocatalytic application in rhodamine B dye discoloration. In hydrothermal synthesis process, parameters such power microwave irradiation (450W), volume (50 mL), TiO2 concentration (~ 0.5 g) and NaOH (10 M) were kept fixed. In the first stage of this study TiO2 (anatase) commercial was used as a precursor for nanotubes formation. In this step, the effects of temperature and reaction time in the product characteristics. The temperature range used for obtaining the nanotubes was 130 to 200 ° C while the reaction time varied from 0.5 to 4 hours. In all syntheses the product formed was sodium titanate (Na2Ti6O13) identified by the presence of peaks at 2θ equal to 10, 24, 28, 48 °, when analyzed by X-ray diffraction, XRD. For high-resolution electron microscopic analysis, SEM, it was observed that the morphology of 1D nanostructures, which by transmission microscopy images, MET, associated surface area analysis (BET), in the range 300-400 m2 g-1, be evidenced nanotubes. All samples prepared at this stage, were active in the rhodamine B discoloration, and that obtained at 130 ° C for 3 h and 180 ° C for 1 h were better. The optical characteristics of these samples showed emission in the visible region of the photoluminescence spectra, particularly in the blue (relative proportion of 3 to 7%) and also green emission that was greater than or equal to orange. The titanium isopropoxide was also used as a precursor, keeping all the conditions established at the first stage, obtaining samples with the same structural and optical profiles, which were also active for photocatalysis. The nanotubes obtained were modified with silver, which was added to the precursor solution synthesis (dopant) or after synthesis (surface modifier). It has been found that the presence ... / Doutor

Este trabalho investigou a síntese de nanotubos de carbono (NTCs) por decomposição térmica de ferroceno, utilizado como precursor e catalisador da reação. Para tanto, foram testados como substratos para a nucleação dos NTCs quatro pós de sílica com diferentes áreas superficiais: 0.5, 50, 200 e 300m2/g. Foram realizadas sínteses a diferentes temperaturas: 600 a 1000°C, para cada pó de sílica investigado. Foi observado que o pó de sílica com a maior área superficial possibilitou a síntese de NTCs a temperatura mais baixa (600°C), enquanto que o substrato com a menor área superficial (50 m2/g) só possibilitou a síntese de NTCs a temperaturas de síntese acima de 750°C. Visando avaliar a influência da composição química dos substratos na nucleação de NTCs, outros quatro distintos substratos foram investigados: alumina, zircônia, negro de fumo e NTCs previamente sintetizados. Os resultados obtidos mostraram que a composição química dos substratos não apresenta influência significativa na nucleação e crescimento dos NTCs, somente a área superficial influenciou na síntese. Os NTCs obtidos foram submetidos a um tratamento térmico em atmosfera inerte (1000°C e patamar de 10min) visando avaliar a influência da temperatura na estrutura dos NTCs e nas fases presentes no interior destes nanotubos. Os NTCs sintetizados foram caracterizados antes e depois do tratamento térmico por espectroscopia Raman, análise térmica, difração de raios X e microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão. As propriedades magnéticas dos NTCs foram avaliadas através da curva de histerese e de espectroscopia Mössbauer. Os resultados obtidos indicaram um comportamento ferromagnético dos NTCs sintetizados. A espectroscopia Mössbauer evidenciou, ainda, que as fases presentes nos NTCs antes e depois do tratamento térmico são: Fe-α e carbetos de ferro. A variação do teor das fases com o tratamento térmico foi significativa: o Fe-α aumentou de 10% em peso para 76% em peso e os carbetos foram reduzidos de 90% para 24% em peso. Isso repercutiu no comportamento magnético dos NTCs sintetizados. Com base nestes resultados, conclui-se que existe uma forte correlação entre o processo de manufatura dos NTCs – considerando parâmetros de síntese e tratamento térmico – e a composição das fases encapsuladas pelos nanotubos. Assim, pôde-se concluir que é possível controlar a propriedade magnética final (por exemplo, coercividade) dos NTCs preenchidos com material magnético em função dos parâmetros de síntese / tratamento térmico a que os NTCs são submetidos. / This work investigated the synthesis of CNTs from ferrocene used as both catalyst and carbon precursor. Four different surface areas of silica powder were tested as substrate for CNTs nucleation: 0.5, 50, 200 and 300m2/g. Syntheses at different temperatures were, therefore, performed: 600 till 1000°C, for each silica powder tested as substrate. It was observed that the silica powder with the highest surface area allowed the synthesis of CNTs to occur at a lower temperature (600°C), whereas substrates with a surface area lower than 50 m2/g will only form nanotubes at temperatures higher than 750°C. In order to evaluate the influence of chemical composition of the substrate on the CNTs’ nucleation, another four different powders were used as substrates: alumina, zirconia, carbon black, and previously synthesized CNTs. Results showed that the chemical composition of the substrate does not play a relevant role in the synthesis of CNTs, only the surface area showed an influence. In addition, it was performed a heat treatment (1000°C at a dwell time of 10min) at inert atmosphere on the CNTs synthesized in order to evaluate whether the temperature has any influence on the structure of CNTs and the phases into these CNTs. Raman spectroscopy, thermal analysis, x-ray diffraction and electronic microscopy were used to characterize the synthesized CNTs before and after heat treatment. The magnetic properties of CNTs as grown and after heat treatment were evaluated through hysteresis loop and Mössbauer spectroscopy. Results obtained showed a ferromagnetic behavior of the synthesized CNTs; hence, Mössbauer spectroscopy evidenced that the phases encapsulated by the CNTs before and after heat treatment are: α-Fe and iron carbides. The percentage of these phases, however, showed a large modification after the heat treatment, α-Fe increased from 10 to 76 wt% and carbides decreased from 90 to 24 wt%. This reverberates in a different magnetic response. Based on these results, one concluded that there is a correlation between the manufacturing process - considering synthesis parameters and heat treatment - and the composition of iron-containing phases in the CNTs. Therefore, it is seen that it is possible to control the final magnetic properties, e.g. coercivity, of CNTs filled with magnetic material so as to synthesize the most appropriate magnetic nanomaterial for a specific application.

Este trabalho investigou a síntese de nanotubos de carbono (NTCs) por decomposição térmica de ferroceno, utilizado como precursor e catalisador da reação. Para tanto, foram testados como substratos para a nucleação dos NTCs quatro pós de sílica com diferentes áreas superficiais: 0.5, 50, 200 e 300m2/g. Foram realizadas sínteses a diferentes temperaturas: 600 a 1000°C, para cada pó de sílica investigado. Foi observado que o pó de sílica com a maior área superficial possibilitou a síntese de NTCs a temperatura mais baixa (600°C), enquanto que o substrato com a menor área superficial (50 m2/g) só possibilitou a síntese de NTCs a temperaturas de síntese acima de 750°C. Visando avaliar a influência da composição química dos substratos na nucleação de NTCs, outros quatro distintos substratos foram investigados: alumina, zircônia, negro de fumo e NTCs previamente sintetizados. Os resultados obtidos mostraram que a composição química dos substratos não apresenta influência significativa na nucleação e crescimento dos NTCs, somente a área superficial influenciou na síntese. Os NTCs obtidos foram submetidos a um tratamento térmico em atmosfera inerte (1000°C e patamar de 10min) visando avaliar a influência da temperatura na estrutura dos NTCs e nas fases presentes no interior destes nanotubos. Os NTCs sintetizados foram caracterizados antes e depois do tratamento térmico por espectroscopia Raman, análise térmica, difração de raios X e microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão. As propriedades magnéticas dos NTCs foram avaliadas através da curva de histerese e de espectroscopia Mössbauer. Os resultados obtidos indicaram um comportamento ferromagnético dos NTCs sintetizados. A espectroscopia Mössbauer evidenciou, ainda, que as fases presentes nos NTCs antes e depois do tratamento térmico são: Fe-α e carbetos de ferro. A variação do teor das fases com o tratamento térmico foi significativa: o Fe-α aumentou de 10% em peso para 76% em peso e os carbetos foram reduzidos de 90% para 24% em peso. Isso repercutiu no comportamento magnético dos NTCs sintetizados. Com base nestes resultados, conclui-se que existe uma forte correlação entre o processo de manufatura dos NTCs – considerando parâmetros de síntese e tratamento térmico – e a composição das fases encapsuladas pelos nanotubos. Assim, pôde-se concluir que é possível controlar a propriedade magnética final (por exemplo, coercividade) dos NTCs preenchidos com material magnético em função dos parâmetros de síntese / tratamento térmico a que os NTCs são submetidos. / This work investigated the synthesis of CNTs from ferrocene used as both catalyst and carbon precursor. Four different surface areas of silica powder were tested as substrate for CNTs nucleation: 0.5, 50, 200 and 300m2/g. Syntheses at different temperatures were, therefore, performed: 600 till 1000°C, for each silica powder tested as substrate. It was observed that the silica powder with the highest surface area allowed the synthesis of CNTs to occur at a lower temperature (600°C), whereas substrates with a surface area lower than 50 m2/g will only form nanotubes at temperatures higher than 750°C. In order to evaluate the influence of chemical composition of the substrate on the CNTs’ nucleation, another four different powders were used as substrates: alumina, zirconia, carbon black, and previously synthesized CNTs. Results showed that the chemical composition of the substrate does not play a relevant role in the synthesis of CNTs, only the surface area showed an influence. In addition, it was performed a heat treatment (1000°C at a dwell time of 10min) at inert atmosphere on the CNTs synthesized in order to evaluate whether the temperature has any influence on the structure of CNTs and the phases into these CNTs. Raman spectroscopy, thermal analysis, x-ray diffraction and electronic microscopy were used to characterize the synthesized CNTs before and after heat treatment. The magnetic properties of CNTs as grown and after heat treatment were evaluated through hysteresis loop and Mössbauer spectroscopy. Results obtained showed a ferromagnetic behavior of the synthesized CNTs; hence, Mössbauer spectroscopy evidenced that the phases encapsulated by the CNTs before and after heat treatment are: α-Fe and iron carbides. The percentage of these phases, however, showed a large modification after the heat treatment, α-Fe increased from 10 to 76 wt% and carbides decreased from 90 to 24 wt%. This reverberates in a different magnetic response. Based on these results, one concluded that there is a correlation between the manufacturing process - considering synthesis parameters and heat treatment - and the composition of iron-containing phases in the CNTs. Therefore, it is seen that it is possible to control the final magnetic properties, e.g. coercivity, of CNTs filled with magnetic material so as to synthesize the most appropriate magnetic nanomaterial for a specific application.

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

Orientador: Douglas Soares Galvão / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:53:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coluci_VitorRafael_D.pdf: 5543681 bytes, checksum: 89e2e2dbc2e4f31bd24c5bb8eb1d2140 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências