Nanotubos de carbono de parede simples e dupla foram sintetizados por deposição química de vapor catalisada (DQVC) e os seguintes parâmetros foram avaliados: (i) composição do catalisador do sistema Fe-Mo-MgO; (ii) a temperatura de síntese (800-1000°C); (iii) o composto precursor de carbono (hexano e, comparativamente, metano e etanol); (iv) a concentração do precursor de carbono; (v) o tempo de síntese; (vi) o tipo de reator (reator de leito estacionário horizontal com relação a um de leito vertical fluidizado). Microscopia eletrônica de varredura e transmissão, análise termogravimétrica, difração de raios X, condutividade elétrica e espectroscopias Raman e de fotoluminescência foram as principais técnicas utilizadas para caracterizar os nanotubos de carbono (NTCs) produzidos. As características eletrônicas de redes 2 e 3D preparadas com NTCs foram também avaliadas. Isto permitiu estimar como esses parâmetros afetam o desempenho dos nanotubos sintetizados em possíveis aplicações práticas. Além de determinar o valor ótimo para alguns desses parâmetros, a cinética do crescimento dos NTCPS-D foi analisada e uma equação para a taxa de crescimento dos mesmos foi proposta. Por último, diferentes processos de purificação dos NTCs foram também estudados. / Single and double-wall carbon nanotubes were synthesized by catalytical chemical vapour deposition and the effect of the following parameters were evaluated: (i) composition of the catalyst from the Fe-Mo-MgO system, (ii) temperature of synthesis (800-1000°C), (iii) carbon source (hexane, methane and ethanol), (iv) concentration of carbon source, (v) time of synthesis, (vi) type of reactor (horizontal fixed bed reactor in comparison with vertical fluidized bed reactor). Scanning and transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis, X-Ray diffraction, electrical conductivity and Raman and photoluminescence spectroscopies were the main tools to characterize the CVD-derived carbon nanotubes (CNTs). The electronic characteristic of 2 and 3 dimension networks prepared with the CNTs were also evaluated. Besides the determination of the optimal value for some of these parameters, the the growth kinetic was analyzed and an equation for the kinetic of growth of CNTs was proposed. Finally, different processes of purification of CNTs were studied.

Neste trabalho nanocompósitos de Poli(fluoreto de vinilideno)(PVDF)/Polianilina(PAni) e nanotubos de carbono (NTC) foram preparados por processamento no estado fundido utilizando três diferentes metodologias. Na primeira os nanotubos de carbono foram adicionados diretamente durante o processamento no estado fundido. No segundo método os nanotubos de carbono foram adicionados a PAni diretamente durante a etapa de polimerização desta e posteriormente este material foi misturado ao PVDF no estado fundido. No terceiro método metade da quantidade total de nanotubos de carbono do nacompósito foi adicionada diretamente durante o processamento e a outra metade foi adicionada a PAni durante a etapa de polimerização. A processabilidade, a morfologia, as propriedades elétricas, as propriedades viscoelásticas, e as propriedades eletro-reológicas foram avaliadas para as misturas e para os nanocompósitos. A morfologia final de todas as misturas PVDF/PAni apresentaram típica separação de fases com a presença de domínios de polianilina. A condutividade elétrica destas apresentou um decréscimo de valores ao longo do tempo de processamento para todas as composições. Houve um aumento dos módulos, no estado sólido, com a adição de polianilina e nanotubos de carbono ao sistema. As medidas eletro-reológicas mostraram que a presença da polianilina e dos nanotubos de carbono mudou o comportamento reológico do PVDF e também a condutividade elétrica foi afetada pelo cisalhamento oscilatório. Tanto a morfologia quanto a condutividade elétrica sofreram variações em função do método de preparação dos nanocompósitos PVDF/PAni/NTC. Como conseqüência, as propriedades viscoelásticas no estado sólido foram influenciadas pelas diferentes morfologias destes materiais. Os experimentos eletro-reológicos mostraram que o cisalhamento agiu destruindo os caminhos condutores formados e, com isso causando a redução na condutividade elétrica do sistema. / In this work nanocomposites of poly(vinylidene fluoride) (PVDF)/polyaniline (PAni) and carbon nanotubes (CNT) were prepared through melt processing using three different methods. Firstly the nanotubes were incorporated directly into the PVDF/PAni blend during the processing step. In the second methodology the nanotubes were dispersed in the reaction medium during aniline polymerization. After the reaction completion this PAni/CNT composite was blended with PVDF through melt processing. The third method consisted in a combination of both methods In the second stage blends of PVDF/PAni were prepared through melt processing. The morphology, processability, electrical properties, viscoelastic properties, and electro-rheological behavior were evaluated for the blends and the nanocomposites. All PVDF/PAni blends showed typical phase separation with the presence of polyaniline aggregates. The electrical conductivity of PVDF/PAni blends had lower values as a function of processing time for all compositions. There was an increasing of both moduli in solid state with the addition of PAni and CNT. The electro-rheological measurements showed that the presence of PAni and CNT changed the PVDF rheological behavior and also the electrical conductivity was affected by the oscillatory shear. The morphology and electrical conductivity changed as a function of the three methods used to prepare the nanocomposites. As a consequence, the moduli in solid state were also affected by the different morphologies. The shear acted by destroying the conductive paths formed through the PVDF/PAni matrix. This fact caused the decreasing in the electrical conductivity values of the nanocomposites.

Made available in DSpace on 2018-06-27T18:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Nara Maria Beck Martins.pdf: 7516295 bytes, checksum: 178ac73bc0803dbcc48726abe320b920 (MD5) Nara Maria Beck Martins.pdf.txt: 113461 bytes, checksum: e6b20639fa7d4b8c6c87de7682ae8a3a (MD5) Nara Maria Beck Martins.pdf.jpg: 3412 bytes, checksum: 924cdd1cf9553a607592a67047794fb4 (MD5) Previous issue date: 2011-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Carbon nanotubes (CNT) belong to a new group of materials which have special properties and have been the focus of many studies in the biomedical area. Researches on toxicity are important to evaluate the possibility of using them in organic beings. In that context, we analyzed the histological changes of multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) in mice, after oral exposure. To this end, female mice were orally exposed to 100 μL of MWCNT/day, suspended in a PBS/Tween 80® solution, at a concentration of 5 mg/mL, for 7 days. A group of mice was sacrificed on the 7th day and another on the 30th day. Liver, spleen, heart, lungs, kidneys and brain were collected and fixed in formaldehyde 10% for histological analysis (v/v). MWCNT accumulation in the organs was detected, deeper in mice from the second group. Inflammation in the liver was also observed in mice that were sacrificed on the 30th day. These inflammatory disturbances can be related to the direct action of MWCNT in organism. The data analysis suggests that oral exposure to a 0,5 mg/day dose of MWCNT causes accumulation of the material in organs and time-dependent hepatic inflammatory signals / Nanotubos de carbono (NC) pertencem a uma nova classe de materiais que apresentam características especiais e estão sendo foco de muitas pesquisas para uso na área biomédica. Estudos de toxicidade são importantes para avaliar a possibilidade do uso em organismos vivos. Neste contexto, foram analisadas as alterações histológicas provocadas pela administração oral de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NCPM) em camundongos. Para tanto, camundongos fêmeas foram expostos oralmente a 100μL NCPM/dia suspensos em solução de PBS/Tween 80® na concentração de 5 mg/mL, durante 7 dias. Um grupo foi sacrificado no 7º dia e outro grupo no 30º dia. Fígado, baço, coração, pulmões, rins e cérebro foram coletados e fixados em formol 10% (v/v) para análise histológica. Observou-se deposição de NCPM nos órgãos, mais acentuadas no grupo sacrificado no 30º dia e sinais de inflamação no fígado neste grupo. Estas alterações inflamatórias podem estar relacionadas com a ação direta dos NCPM no organismo. Estes dados permitem concluir que a exposição por via oral a NCPM na dose de 0,5mg/dia causam deposição do material nos órgãos e sinais inflamatórios hepáticos dependentes do tempo

Orientador: María del Pilas Taboada Sotomayor / Banca: Maria Valnice Boldrin Zanoni / Banca: Assis Vicente Benedetti / Banca: Regina Massako Takeuchi / Banca: Karin Yanet Chumbimuni Torres / Resumo: 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 utilizada a técnica de voltametria cíclica. O uso do surfactante dodecilsulfato... / Abstract: 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... / Doutor

Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de pré-concentração em fase sólida de íons urânio acoplado ―on-line‖ à espectrofotometria. O método baseia-se na pré-concentração de urânio sobre nanotubo de carbono oxidado com ácido nítrico, com posterior eluição com ácido clorídrico 0,32 mol L-1 e reação com arsenazo III, sendo a absorbância do complexo monitorada em 650 nm. A triagem dos fatores pertinentes ao sistema foi efetuada por meio de planejamento fatorial de dois níveis, enquanto que a otimização foi realizada usando planejamento Doehlert. As condições otimizadas foram: pH da amostra (3,75); concentração do tampão (6,80x10 -3 mol L-1); concentração do arsenazo III (0,08% m/v); concentração do eluente (0,32 mol L-1); tipo de eluente (HCl) e vazão de pré-concentração (7,20 mL min-1). Para o estudo de interferentes realizou-se a determinação de urânio por meio de soluções binárias nas seguintes proporções, 1:1; 1:10; 1:100 (m/m), analito/interferente, respectivamente. Os íons de estudo foram: Th4+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Cu2+, Fe3+, Cr3+, Cd2+, Zn2+, Pb2+, sendo que os dois últimos apresentaram interferência na proporção de 1:10. A precisão (n=10) foi avaliada para padrões de 10,0 e 100,0 μg L-1 rendendo desvios padrão relativos de 3,27 e 2,56%, respectivamente. O método apresentou fator de pré-concentração de 228 vezes e respectivos limites de detecção e quantificação de 0,21 e 0,7 μg L-1. A exatidão do método foi avaliada a partir da análise de amostras de água de diferentes fontes, bem como água do mar simulada. / In this work a solid phase preconcentration system of uranium on-line coupled to spectrophotometry was developed. The method is based on preconcentration of uranium on carbon nanotube oxidized with nitric acid, with further elution with 0.32 mol L-1 hydrochloric acid and reaction with Arsenazo III, being the absorbance of the complex monitored at 650 nm. The screening of the factors relevant to the system was carried out from two level factorial design while the optimization was performed using Doehlert design. The following conditions were optimized: sample pH (3.75), buffer concentration (6.8x10-3 mol L-1), Arsenazo III concentration (0.08% w/v) concentration eluent (0.32 mol L-1), type of eluent (HCl) and preconcentration flow rate (7.2 mL min-1). For the study of interfering held the determination of uranium by means of binary solutions in the following ratios, 1:1; 1:10; 1:100 (m/m) analyte/interferent, respectively. The ions study were: Th4+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Cu2+, Fe3+, Cr3+, Cd2+, Zn2+, Pb2+, where the two latter showed interference in the 1:10 proportion. The precision (n=10) was evaluated for the standards 10.0 and 100.0 μg L-1 yielding relative standard deviations of 3.27 and 2.56%, respectively. The method presented preconcentration factor of 228 and respective detection and quantification limits of 0.21 and 0.7 μg L-1. The accuracy of the method was assessed from analysis of water samples from different sources as well as simulated seawater. / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Orientador: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / Banca: Vicente Luiz Scalon / Banca: Anselmo Eduardo Diniz / Resumo: Devido à dificuldade de penetração do fluido de corte na região de contato entre o cavaco e a ferramenta, principalmente na zona de aderência, tem-se procurado alternativas para melhorar a lubrificação e refrigeração nesta região. Dentro deste contexto, surgiu a confecção de textura da ferramenta de corte, em sua superfície de saída, cujo objetivo inclui a maior penetração e retenção do fluido nos locais onde se localizam as maiores temperaturas e tensões sobre a ferramenta de corte. Como efeito, a textura também é capaz de reduzir a área real de contato entre cavaco e ferramenta, possibilitando a diminuição da aderência entre eles e, como conseqüência, a minimização da força de usinagem. Vários trabalhos apontam para a aplicação das texturas como micro reservatórios de fluido de corte ou lubrificante, em estado sólido ou líquido. A propriedade de "armazenamento" que as texturas apresentam pode ser explorada não somente para o retenção de lubrificantes ou detritos, mas pode agrupar materiais com alta condutividade térmica, ponto esse ainda não explorado. Micro ranhuras com maiores profundidades podem ser efetivas para o armazenamento de materiais que promovam alta condutividade térmica na interface de contato cavaco-ferramenta. Um material que poderia facilmente ser depositado em micro ranhuras com o intuito de promover uma melhor dissipação térmica seria os nanotubos de carbono, o qual tem uma condutividade térmica incomum dentre os materiais, medindo de 2000 a 6000 W/m.K co... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to the difficulty of penetration of the cutting fluid in the region of contact between the chip and the tool, especially in the sticking zone, alternatives have been sought to improve lubrication and cooling in this region. In this context, the texture of the cutting tool was created on rake face, whose objective includes the greater penetration and retention of the fluid in the places where the highest temperatures and stresses are located on the cutting tool. As a result, the texture is also able to reduce the actual area of contact between chip and tool, allowing the reduction of the adhesion between them and, as a consequence, the minimization of the machining force. Several studies point to the application of textures as micro-reservoirs of cutting fluid or lubricant, in solid or liquid state. The "storage" property that the textures present can be exploited not only for the retention of lubricants or debris, but it can group materials with high thermal conductivity, a point not yet explored. Micro grooves with greater depths may be effective for storing materials that promote high thermal conductivity at the chip-tool interface. A material that could easily be deposited in micro grooves in order to promote a better thermal dissipation would be the carbon nanotubes, which has an unusual thermal conductivity among the materials, measuring from 2000 to 6000 W / mK considering a single nanotube of carbon. In the middle, the objective of this work is focused on the textu... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Ramon Kaneno / Resumo: A nanomedicina é o ramo da nanotecnologia que investiga a aplicação de novos materiais para a área medica e biomédica. Os nanotubos de carbono (CNT) são conhecidos pela sua aplicação em diversas áreas de pesquisas, como nos campos óptico e eletrônico. No campo biomédico, os CNT podem auxiliar no diagnóstico e tratamento de doenças, como por exemplo: no desenvolvimento de novos biossensores e entrega controlada de drogas às células doentes. Neste cenário, apresentamos uma revisão literária dos CNT aplicados na área biomédica, demonstrando os principais avanços e enfatizando seu potencial de uso como nanocarreador de agentes antineoplásicos para células tumorais. Na sequência, apresentamos os dados experimentais de um estudo em que CNT foram modificados para transportar paclitaxel (PTX) mimetizados com anticorpos anti-PSMA para endereça-los as células de câncer prostático humano. Nossos resultados demonstram a eficiência da metodologia empregada para a incorporação de paclitaxel nos CNT, bem como para o revestimento com anticorpos monoclonais. Mais importante foi a observação de que a preparação final contendo PTX e o anticorpo anti-PSMA (CNT-PTX-Ab) mostrou-se mais eficiente que o PTX puro em atacar células tumorais LNCaP. Ao final, apresentamos os dados de um estudo adicional em que os CNT carregados com PTX foram submetidos com glicose. Considerando que células tumorais apresentam metabolismo mais elevado que as células normais hipostenizamos que o açúcar po... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Esta Tesis Doctoral aporta una visión del diseño, construcción y operación de electrodos de contacto sólido selectivos de iones (SC-ISEs) basados en nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs). Se logra incorporar con éxito MWCNTs como elemento transductor ion-electrón en SC-ISEs. Adicionalmente, se desarrollan nuevos materiales híbridos para la determinación de iones, donde el receptor se encuentra anclado tanto de forma covalente como no covalentes a los MWCNTs. Y finalmente, se introduce una nueva matriz polimérica basada en poli vinil butiral como alternativa a las matrices convencionales basadas en cloruro de polivinilo. / This Doctoral Thesis intends to provide an insight into the design, construction and operation of solid contact ion-selective electrodes (SC-ISEs) based on multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). MWCNTs are used as effective ion-to-electron transducers for SC-ISEs. Additionally, new hybrid materials with the receptor covalent and non-covalent linked to the MWCNTs have been developed for determination of ions. And finally, new polymeric matrix based on poly vinyl butyral is introduced as an alternative to conventional matrixes based on poly(vinyl chloride).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-06Bitstream added on 2014-06-13T18:31:00Z : No. of bitstreams: 1 pereira_ac_me_guara.pdf: 1301531 bytes, checksum: bc9fd4753c17ea915b6f6ca3419e26a1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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 / 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