Orientador: Marystela Ferreira / Banca: Idalina Vieira Aoki / Banca: Steven Frederick Durrant / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: O presente trabalho visa propor o uso de filmes nanoestruturados de PAni/MWCNT-COOH em sensores eletroquímicos aplicados à detecção de compostos fenólicos. A sinergia das propriedades condutoras dos nanotubos de carbono, CNT, com as propriedades mecânicas, como a moldabilidade, e comportamento eletroquímico bem conhecido do polímero condutor polianilina, PAni, foram os fatores determinantes para a proposta. Os filmes nanoestruturados foram construídos através da técnica Layer by Layer (LbL) variando-se o número de bicamadas do filme (1, 3, 5, 7 e 10 bicamadas) para avaliar a influência de sua arquitetura no funcionamento do sensor. Para avaliar as propriedades do compósito foram utilizados dois filmes, PAni/PVS (polivinilsulfato de sódio) e PEI/MWCNT-COOH (polietilenoimina / nanotubos de parede múltipla funcionalizados), com ambos os materiais isolados para comparação dos resultados obtidos. A análise por Voltametria Anódica de Redissolução por Onda Quadrada (SWASV) demonstrou que os filmes de PAni/MWCNT-COOH com 1, 3 e 5 bicamadas, assim como o filme de PAni/PVS não detectaram o analito 2-clorofenol. Por outro lado, o filme de PAni/MWCNT-COOH com 7 e 10 bicamadas e o filme de PEI/MWCNT-COOH detectaram a presença do analito, porém o limite de quantificação inferior do filme de 7 bicamadas foi superior a 1 ppm (7,78 μmol L-1) sendo ineficaz para aplicação ambiental. O filme que apresentou os melhores resultados para detecção dos analitos foi o filme PAni/MWCNT-COOH com 10 bica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work proposes the use of PAni/MWCNT-COOH nanostructured films as electrochemical sensors applied to the detection of phenolic compounds. The synergy of carbon nanotubes, CNT, conductive properties with the mechanical properties, such as moldability, and well known electrochemical behavior of conducting polymer polyaniline, Pani, were the determining factors for this proposal. The nanostructured films were built using layer by layer (LbL) technique, changing the number of film bilayers (1, 3, 5, 7 and 10 bilayers) to evaluate the architectures influence on sensor performance. To compare the properties of the composite, two films were used, PAni/PVS (sodium poly(vinyl) sulfate) and PEI/MWCNT-COOH (polyethyleneimine / multi wall carbon nanotubes functionalized), with each isolated material for comparing the obtained results. Square-wave anodic stripping voltammetry (SWASV) analysis showed that the PAni/MWCNT-COOH films with 1, 3 and 5 bilayers, as well as the PAni/PVS film, did not detect the analyte 2-chlorophenol. On the other hand, the PAni/MWCNT-COOH film with 7 and 10 bilayers, and the PEI / MWCNT-COOH film detected the analyte, but the 7 bilayer film quantification limit was higher than 1 ppm (7.78 μmol L-1) being ineffective for environmental applications. The best results for analyte detection were presented by the PAni/MWCNT-COOH film. The values obtained for the 2-chlorophenol analyte were in the range from 4.7 to 15.9 μmol L-1, the detection limit was 1.35 μmol L... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

?rea de concentra??o: Qu?mica Anal?tica / Submitted by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-19T12:10:06Z No. of bitstreams: 2 dilton_martins_pimentel.pdf: 2494891 bytes, checksum: 7ad26c5b7d1bc7e924599b832b42d42f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-19T12:19:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dilton_martins_pimentel.pdf: 2494891 bytes, checksum: 7ad26c5b7d1bc7e924599b832b42d42f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-19T12:20:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dilton_martins_pimentel.pdf: 2494891 bytes, checksum: 7ad26c5b7d1bc7e924599b832b42d42f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-19T12:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dilton_martins_pimentel.pdf: 2494891 bytes, checksum: 7ad26c5b7d1bc7e924599b832b42d42f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Item withdrawn by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-19T13:55:12Z Item was in collections: PPGQ - Mestrado em Qu?mica (Disserta??es) (ID: 150) PPGQ - Mestrado em Qu?mica (Disserta??es) (ID: 150) No. of bitstreams: 2 dilton_martins_pimentel.pdf: 2494891 bytes, checksum: 7ad26c5b7d1bc7e924599b832b42d42f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Item reinstated by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-19T13:55:58Z Item was in collections: PPGQ - Mestrado em Qu?mica (Disserta??es) (ID: 150) PPGQ - Mestrado em Qu?mica (Disserta??es) (ID: 150) No. of bitstreams: 2 dilton_martins_pimentel.pdf: 2494891 bytes, checksum: 7ad26c5b7d1bc7e924599b832b42d42f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do estado de Minas Gerais (FAPEMIG) / No presente trabalho foi constru?do um sensor sens?vel e seletivo para determina??o de ?cido ?rico e epinefrina por voltametria de pulso diferencial a partir da modifica??o da superf?cie de um eletrodo de carbono v?treo com nanotubos de carbono de paredes m?ltiplas funcionalizados com Cu(phen)3(TCNQ)2 (bis(tetracianoquinodimetaneto) de tris(fenantrolina) de cobre (II)). O comp?sito foi caracterizado por Microscopia Eletr?nica de Varredura, Espectroscopia de Imped?ncia Eletroqu?mica e Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourrier. Os coeficientes de transfer?ncia de carga an?dico e cat?dico e a constante de velocidade de transfer?ncia eletr?nica foram determinados para a rea??o eletroqu?mica envolvendo os nanotubos funcionalizados, os valores encontrados foram 0,58, 0,41 e 2,9 s-1, respectivamente. O n?mero de el?trons e a constante heterog?nea de transfer?ncia eletr?nica envolvidos na rea??o de oxida??o do ?cido ?rico e epinefrina foram calculados obtendo os valores de 2 el?trons, 2,6.104 para 0,1 mmolL-1 e 1,2.104 mol-1s-1L para 0,5 mmolL-1 de ?cido ?rico e de 2 el?trons, 3,5.105 para 0,1 mmolL-1 e 1,1.104 mol-1s-1L para 0,5 mmolL-1 de EP. Um intervalo de resposta linear de 20 a 440 ?molL-1, com sensibilidade de 0,024 ALmol-1, limite de quantifica??o de 23,23 ?molL-1 e limite de detec??o de 7 ?molL-1 para a EP e intervalo de resposta linear de 10 a 420 ?molL-1, com sensibilidade de 0,079 ALmol-1, limite de quantifica??o de 7,09 ?molL-1 e limite de detec??o de 2,13 ?molL-1 para a AU foram obtidos para o sensor em condi??es otimizadas. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2013. / ABSTRACT A sensitive and selective sensor for determination of uric acid and epinephrine in the presence of ascorbic acid by differential pulse voltammetry using a glassy carbon electrode modified with Cu(phen)3(TCNQ)2 (tris(1,10-phenantroline)copper(II) bis(tetracyanoquinodimethanide)) functionalized multi-wall carbon nanotubes was developed in this work. The composite was characterized by Scanning Electron Microscopy, Electrochemical Impedance Spectroscopy and Fourier Transform Infrared Spectroscopy. The anodic and cathodic transfer coefficients and the standard rate transfer constant for electrochemical reaction of functionalized nanotubes were determined; the found values were 0,58, 0,41 and 2,9 s-1, respectively. The number of electrons and the heterogeneous rate constant involved in the oxidation reaction of uric acid and epinephrine was calculated, the values obtained were 2 electrons, 2.6 x 104 for 0.1 mmolL-1 and 1.2 x 104 mol-1s-1L for 0.5 mmolL-1 of uric acid and 2 electrons, 3.5x105 for 0,1 mmolL-1 and 1.1x104 mol-1s-1L for 0.5 mmolL-1 of epinephrine. A linear response range from 20 up to 440 ?molL-1, with a sensitivity of 0.024 A.L.mol-1, quantification and detection limits of 23.23 and 7 ?molL-1 for epinephrine and linear response range from 10 up to 420 ?molL-1, with a sensitivity of 0.079 A.L.mol-1, quantification and detection limits of 7.09 and 2.13 ?mol/L for uric acid were obtained for this sensor in optimized conditions.

VIEIRA, B. G. de M. Deformações estruturais dependentes da energia de Fermi em nanotubos de paredes simples. 2014. 93 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Fortaleza, 2014. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-10-04T19:48:17Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_bgdmvieira.pdf: 7572335 bytes, checksum: 18c1bd7f63fe3ae01898487b25a33d5f (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-10-04T19:48:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_bgdmvieira.pdf: 7572335 bytes, checksum: 18c1bd7f63fe3ae01898487b25a33d5f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T19:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_bgdmvieira.pdf: 7572335 bytes, checksum: 18c1bd7f63fe3ae01898487b25a33d5f (MD5) Previous issue date: 2014 / The carbon nanotubes belong to a group of nanometric materials that are of great interest both for the academic community and for the companies in the technology sector. Due to its unique structure, the carbon nanotubes are among the strongest and hardest materials ever discovered. Furthermore, one of its most interesting features is that many of their mechanical properties are related to their electronic properties, which, in turn, are closely linked to the structural characteristics of the material. For these reasons, these materials have been considered promising for applications as nanoactuators. Therefore, in this work, we investigate the electromechanical actuation of the single-wall carbon nanotubes (SWNTs) through the extended Tight-Binding method (ETB), following the procedure of Verçosa et al. [1]. The energy of the nanotubes is calculated assuming the electron population to follow the Fermi-Dirac distribution for a given Fermi-Energy, which is the parameter we used to simulate this electromechanical actuation. It was verified that the relaxation of the electronic stress generated by the nanotubes Fermi-Energy variation causes high alterations for both the torsional strain and the axial and radial strains for all types of chiral SWNTs, specially for the semiconduting ones. These induced strains directly affects the electronic band structure of the nanotubes, in such a way that great variations in the optical transition energies were observed. Furthermore, it was shown that all these three kinds of strain are of equal importance to the relaxation process, so that all of them are equally responsible for the changes in the optical transition energies. As a result, torsional strains of up to 1% were obtained for the (8,7) nanotube when its Fermi energy is about 1 eV, causing changes of 0,4 eV, approximately, to its optical transition energies. / Os nanotubos de carbono fazem parte de um conjunto de materiais nanométricos que geram grande interesse tanto na comunidade acadêmica quanto nas empresas do setor de tecnologia. Devido a sua estrutura única, os nanotubos de carbono estão entre os materiais mais duros e fortes já descobertos. Além disso, uma de suas características mais interessantes é o fato de muitas das suas propriedades mecânicas estarem relacionadas com suas propriedades eletrônicas, que, por sua vez, estão intimamente atreladas às características estruturais do material. Por esses motivos, tais materiais têm sido considerados promissores em aplicações como nanoatuadores. Neste trabalho, então, investigamos a atuação eletromecânica dos nanotubos de carbono de parede simples (SWNTs) por meio do método Tight-Binding estendido (ETB), seguindo o procedimento utilizado por Verçosa et al. [1]. A energia dos nanotubos é calculada assumindo que os elétrons populam as bandas de energia de acordo com a distribuição de Fermi-Dirac para uma dada energia de Fermi, que é o parâmetro que utilizamos para simular essa atuação eletromecânica. Foi verificado que a relaxação do estresse eletrônico gerado pela variação da energia de Fermi do nanotubo causa grandes alterações tanto na deformação torcional quanto nas deformações axial e radial para todos os tipos de SWNTs quirais, especialmente para os semicondutores. Essas deformações induzidas afetam diretamente a estrutura de bandas dos nanotubos, de modo que grandes variações nas energias de transição ótica foram observadas. Além disso, foi mostrado que todas as três deformações são de igual importância no processo de relaxação, tal que todas são igualmente responsáveis pelas mudanças nas energias de transição ótica. Assim, obteve-se deformações torcionais de até 1% para o nanotubo (8, 7), quando sua energia de Fermi é de aproximadamente 1eV, causando mudanças de aproximadamente 0, 4eV em suas energias de transição ótica.

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.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:41:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319755.pdf: 2187572 bytes, checksum: eafd6890938a6ca0b4db749b497c87cc (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho teve como objetivo a obtenção de nanotubos de carbono através da reação de decomposição catalítica do metano realizada sobre catalisadores contendo 5% ou 10% de ferro, cobalto ou níquel suportados em alumina. Foram testadas diferentes condições de ativação dos catalisadores, diferentes fluxos reacionais e diferentes temperaturas reacionais (somente para os catalisadores de níquel). O método de impregnação utilizado no preparo dos materiais foi o método de impregnação úmida, o qual mostrou-se efetivo através das análises de Absorção Atômica e Energia Dispersiva. Os catalisadores foram caracterizados através de Fisissorção de Nitrogênio, Difração de Raios X, Redução a Temperatura Programada e Microscopia Eletrônica de Varredura, e o material depositado sob os catalisadores foi caracterizado através de Análise Termogravimétrica, Espectroscopia Raman e Microscopia Eletrônica de Transmissão. Os rendimentos mostraram-se dependentes do fluxo de metano, sendo que, com o fluxo baixo, os catalisadores apresentaram baixo rendimento. Os catalisadores foram capazes de depositar nanotubos de carbono independentemente da condição de ativação empregada, sendo que o catalisador contendo 10% Co na condição de ativação 1, e o catalisador contendo 10% Fe na condição de ativação 2 formaram nanotubos de carbono de paredes simples. Os demais catalisadores formaram nanotubos de paredes múltiplas em ambas as condições. Os rendimentos para os catalisadores de níquel mostraram-se dependentes da temperatura reacional, apresentando maior rendimento a 700°C, porém, formando nanotubos de menor qualidade. <br> / Abstract : This study aimed to obtain carbon nanotubes by catalytic decomposition of methane held on catalysts containing 5% or 10% iron, cobalt or nickel supported on alumine. It were tested different conditions of activation of the catalysts, different flows and different temperature?s reactions (only for nickel catalysts). The impregnation method used in the preparation of materials was the wet impregnation method, which proved to be effective by Atomic Absorption and Energy Dispersive analysis. The catalysts were characterized by Nitrogen Physisorption, X-ray Diffraction, Temperature Programmed Reduction and Scanning Electron Microscopy, and the material deposited on the catalysts was characterized by Thermogravimetric Analysis, Raman Spectroscopy and Transmission Electron Microscopy. The yields were dependent on the methane flow, while with the low flow rate, the catalysts showed low yield. The catalysts were able to deposit carbon nanotubes regardless of activation conditions employed, where the catalyst containing 10% Co in the activation condition 1, the catalyst containing 10% Fe in the activation condition 2 formed single-walled carbon nanotubes. The other catalysts formed multi-walled nanotubes in both conditions. The yields for nickel catalysts were dependent on the reaction temperature, with higher yields at 700°C, however, formed low-quality nanotubes.

Resumo: Os nanotubos de carbono (NTCs) são estruturas de carbono que, após sintetizadas, obtêm forma de cilindros em escala nanométricas. Os benefícios da adição destes materiais ao concreto ainda estão sob estudo e em todo o mundo existem pesquisas que evidenciam melhorias na resistência à compressão, à tração e porosidade em argamassas e pastas produzidas com NTCs. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é analisar o comportamento do concreto produzido com a mistura física de nanotubos de carbono de paredes múltiplas utilizando-se três diferentes tipos de dispersão. Em um dos casos, foi utilizada a energia ultra-sônica em conjunto com aditivo para concreto a base de policarboxilato, e a eficiencia desta dispersão foi analizada por meio do método de análise hierarquica, demonstrando que a ferramenta constitui-se em uma alternativa para avaliação da dispersão dos NTCs em meio aquoso. O teor de NTC adotado foi de 0,30% em relação a massa do cimento. Os ensaios realizados compreendem a medida da consistência pelo tronco de cone, resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, permeabilidade à água, absorção por imersão, por capilaridade e pelo método da pipeta. Também foi avaliada a susceptibilidade dos concretos frente à migração de íons cloretos usando o método preconizado pela ASTM C 1202/2005. Os resultados indicaram melhorias em algumas das propriedades analisadas, tais como resistência à compressão, tração por compressão diâmetral, absorção por imersão e permeabilidade. Além disso, ficaram evidentes os efeitos de elevação da consistência do concreto provocada pela presença dos NTCs e a importância da dispersão dos NTCs em solução antes de sua adição à mistura de concreto.

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