Quartz is one of the most common minerals in the Earth\'s crust, and is an important constituent of many metamorphic rocks. Because of the correlation between the dynamic recrystallization mechanisms and temperature, it is possible to understand the relationship between deformation and metamorphism evolution with the investigation of quartz, its textures, crystallographic orientation and its trace elements composition. Recently, thermometer calibrations were proposed based on the relationship between c-axis fabric open angle. Studies show that trace elements are also reliable indicators for geothermometers, especially on rocks without metamorphic index minerals,, such as in quartzites. With these calibrations it is possible to investigate the metamorphic-deformational evolution and compare to the metamorphic evolution of associated rocks containing diagnostic paragenesis and P-T conditions, allowing the full picture of establishment of the relationship between deformation and metamorphism. The aim of this research is to evaluate the c-axis thermometer, using data from Universal Stage and Electron Backscatter Diffraction (EBSD), as well as trace elements thermometry, Ti-in-quartz and Zr-in-rutile. The study was conducted on quartzites of the Carrancas Group, on Serra da Estância, Serra do Pombeiro and Serra de Carrancas, which P-T conditions of metamorphism were established with great precision in previous works. The study area is located in the southern region of Minas Gerais, near the cities of Carrancas, Itutinga, Itumirim and Lavras. Temperatures obtained by the c-axis thermometer were confronted with previously processed data and produced different results for each method, Universal Stage and EBSD. The Universal Stage produced a temperature that fits very well with metamorphic peak from previously calculated temperatures, and it seems to be a very reliable, cheap and relatively fast method. The stereograms made with EBSD data produced blurred girdles. It is not clear if the acquired data was either made properly or if this is a result of superimposed events of deformations, as suggested by petrography. The Zr-in-rutile thermometer partially agrees with the thermobarometry results of the literature, because at temperatures below 600 °C, it does not activate the zircon to participate on cation exchange reactions with other minerals, so the Zr concentration on rutile is considered to be from the source rock, and not related to deformation or metamorphism. The Ti-in-quartz was not a reliable thermometer for this case study. The temperatures are higher than the expected and the hypothesis is that the quartz grains might not have enough energy to exchange cations with rutile and zircon during the deformation and metamorphism caused by shear zones on Carrancas klippe. For further investigation, it is interesting to use cathodoluminescence that might map the Ti concentration zones on quartz grains to identify portions with different Ti concentrations and investigate their relationship with possible recrystallization textures. / O quartzo é um dos minerais mais comuns na crosta terrestre e é um constituinte importante de muitas rochas metamórficas. Devido à correlação entre os mecanismos dinâmicos de recristalização e a temperatura, é possível entender a relação entre a deformação e a evolução do metamorfismo com a investigação do quartzo, suas texturas, orientação cristalográfica e sua composição de elementos traços. Recentemente, calibrações de termômetros foram propostas com base na relação entre o ângulo de abertura do eixo-c. Estudos mostram que elementos traços também são indicadores confiáveis para geotermômetros, especialmente em rochas sem índices de minerais metamórficos, como os quartzitos. Com estas calibrações é possível investigar a evolução metamórfico-deformacional e comparar com a evolução metamórfica de rochas associadas contendo paragênese diagnóstica e condições de P-T, permitindo o quadro completo do estabelecimento da relação entre deformação e metamorfismo. O objetivo desta pesquisa é avaliar os termômetros de eixo-c, utilizando dados de Platina Universal e de Electron Backscatter Diffraction (EBSD), e temperatura de elementos traço, Ti-em-quartzo e Zr-em-rutilo. O estudo foi realizado nos quartzitos do Grupo Carrancas, na Serra da Estância, Serra do Pombeiro e Serra de Carrancas, cujas condições de metamorfismo da P-T foram estabelecidas com grande precisão em trabalhos anteriores. A área de estudo está localizada na região sul de Minas Gerais, próximo às cidades de Carrancas, Itutinga, Itumirim e Lavras. As temperaturas obtidas pelo termômetro do eixo c foram confrontadas com dados previamente processados e produziram resultados diferentes para cada método de Platina Universal e EBSD. Os dados de platina produziram temperaturas que se encaixam muito bem com o pico metamórfico de temperaturas previamente calculadas, e parece ser um método muito confiável, barato e relativamente rápido. Os estereogramas feitos com os dados do EBSD produziram guirlandas pouco nítidas. Não está claro se os dados adquiridos foram feitos adequadamente ou se isso é resultado de eventos sobrepostos de deformações, como sugerido pela petrografia. O termômetro de Zr-em-rutilo concordam parcialmente com os resultados de termobarometria da literatura, porque em temperaturas abaixo de 600 ° C, os minerais de zircão não são ativados para participar de reações de troca de cátions com outros minerais, portanto a concentração de Zr no rutilo é considerada como sendo da rocha fonte, e não relacionadas à deformação ou metamorfismo. O Ti-em-quartzo não foi um termômetro confiável para este estudo de caso. As temperaturas são superiores às esperadas e a hipótese é de que os grãos de quartzo podem não ter energia suficiente para trocar cátions com rutilo e zircão durante a deformação e metamorfismo causados por zonas de cisalhamento na klippe Carrancas. Para investigações posteriores, é interessante utilizar catodoluminescência para que seja possível mapear as zonas de concentração de Ti em grãos de quartzo e assim identificar porções com diferentes concentrações de Ti e investigar sua relação com possíveis texturas de recristalização.

Quartz is one of the most common minerals in the Earth\'s crust, and is an important constituent of many metamorphic rocks. Because of the correlation between the dynamic recrystallization mechanisms and temperature, it is possible to understand the relationship between deformation and metamorphism evolution with the investigation of quartz, its textures, crystallographic orientation and its trace elements composition. Recently, thermometer calibrations were proposed based on the relationship between c-axis fabric open angle. Studies show that trace elements are also reliable indicators for geothermometers, especially on rocks without metamorphic index minerals,, such as in quartzites. With these calibrations it is possible to investigate the metamorphic-deformational evolution and compare to the metamorphic evolution of associated rocks containing diagnostic paragenesis and P-T conditions, allowing the full picture of establishment of the relationship between deformation and metamorphism. The aim of this research is to evaluate the c-axis thermometer, using data from Universal Stage and Electron Backscatter Diffraction (EBSD), as well as trace elements thermometry, Ti-in-quartz and Zr-in-rutile. The study was conducted on quartzites of the Carrancas Group, on Serra da Estância, Serra do Pombeiro and Serra de Carrancas, which P-T conditions of metamorphism were established with great precision in previous works. The study area is located in the southern region of Minas Gerais, near the cities of Carrancas, Itutinga, Itumirim and Lavras. Temperatures obtained by the c-axis thermometer were confronted with previously processed data and produced different results for each method, Universal Stage and EBSD. The Universal Stage produced a temperature that fits very well with metamorphic peak from previously calculated temperatures, and it seems to be a very reliable, cheap and relatively fast method. The stereograms made with EBSD data produced blurred girdles. It is not clear if the acquired data was either made properly or if this is a result of superimposed events of deformations, as suggested by petrography. The Zr-in-rutile thermometer partially agrees with the thermobarometry results of the literature, because at temperatures below 600 °C, it does not activate the zircon to participate on cation exchange reactions with other minerals, so the Zr concentration on rutile is considered to be from the source rock, and not related to deformation or metamorphism. The Ti-in-quartz was not a reliable thermometer for this case study. The temperatures are higher than the expected and the hypothesis is that the quartz grains might not have enough energy to exchange cations with rutile and zircon during the deformation and metamorphism caused by shear zones on Carrancas klippe. For further investigation, it is interesting to use cathodoluminescence that might map the Ti concentration zones on quartz grains to identify portions with different Ti concentrations and investigate their relationship with possible recrystallization textures. / O quartzo é um dos minerais mais comuns na crosta terrestre e é um constituinte importante de muitas rochas metamórficas. Devido à correlação entre os mecanismos dinâmicos de recristalização e a temperatura, é possível entender a relação entre a deformação e a evolução do metamorfismo com a investigação do quartzo, suas texturas, orientação cristalográfica e sua composição de elementos traços. Recentemente, calibrações de termômetros foram propostas com base na relação entre o ângulo de abertura do eixo-c. Estudos mostram que elementos traços também são indicadores confiáveis para geotermômetros, especialmente em rochas sem índices de minerais metamórficos, como os quartzitos. Com estas calibrações é possível investigar a evolução metamórfico-deformacional e comparar com a evolução metamórfica de rochas associadas contendo paragênese diagnóstica e condições de P-T, permitindo o quadro completo do estabelecimento da relação entre deformação e metamorfismo. O objetivo desta pesquisa é avaliar os termômetros de eixo-c, utilizando dados de Platina Universal e de Electron Backscatter Diffraction (EBSD), e temperatura de elementos traço, Ti-em-quartzo e Zr-em-rutilo. O estudo foi realizado nos quartzitos do Grupo Carrancas, na Serra da Estância, Serra do Pombeiro e Serra de Carrancas, cujas condições de metamorfismo da P-T foram estabelecidas com grande precisão em trabalhos anteriores. A área de estudo está localizada na região sul de Minas Gerais, próximo às cidades de Carrancas, Itutinga, Itumirim e Lavras. As temperaturas obtidas pelo termômetro do eixo c foram confrontadas com dados previamente processados e produziram resultados diferentes para cada método de Platina Universal e EBSD. Os dados de platina produziram temperaturas que se encaixam muito bem com o pico metamórfico de temperaturas previamente calculadas, e parece ser um método muito confiável, barato e relativamente rápido. Os estereogramas feitos com os dados do EBSD produziram guirlandas pouco nítidas. Não está claro se os dados adquiridos foram feitos adequadamente ou se isso é resultado de eventos sobrepostos de deformações, como sugerido pela petrografia. O termômetro de Zr-em-rutilo concordam parcialmente com os resultados de termobarometria da literatura, porque em temperaturas abaixo de 600 ° C, os minerais de zircão não são ativados para participar de reações de troca de cátions com outros minerais, portanto a concentração de Zr no rutilo é considerada como sendo da rocha fonte, e não relacionadas à deformação ou metamorfismo. O Ti-em-quartzo não foi um termômetro confiável para este estudo de caso. As temperaturas são superiores às esperadas e a hipótese é de que os grãos de quartzo podem não ter energia suficiente para trocar cátions com rutilo e zircão durante a deformação e metamorfismo causados por zonas de cisalhamento na klippe Carrancas. Para investigações posteriores, é interessante utilizar catodoluminescência para que seja possível mapear as zonas de concentração de Ti em grãos de quartzo e assim identificar porções com diferentes concentrações de Ti e investigar sua relação com possíveis texturas de recristalização.

A energia é o combustível do crescimento e um requisito essencial para o desenvolvimento sócio-econômico. No entanto, o atual modelo de produção baseado em combustíveis fósseis é considerado ameaçador para o homem e a natureza. Desta forma, as preocupações relacionadas às atividades antrópicas e os seus efeitos no meio ambiente são traduzidos pela implementação de padrões mais rígidos de controle ambiental e pela mobilização da sociedade em favor das tecnologias energéticas menos impactantes. Diante desse cenário, a Célula a Combustível de Membrana Trocadora de Prótons - PEMFC tem sido reconhecida como a resposta para a premente necessidade de energia limpa e eficiente. Em relação aos sistemas convencionais de geração de energia, suas vantagens durante o uso a configuram como candidata ideal para diversas aplicações, em especial as móveis. Entretanto, embora o foco de diversas avaliações ambientais em sistemas de energia seja voltado para a etapa da sua utilização, os estágios relacionados à produção do sistema e destinação final devem ser considerados já que estes também apresentam impactos. No caso da PEMFC, nas fases anteriores e posteriores ao uso, os aspectos relacionados aos catalisadores de platina apontam cargas ambientais que não podem ser negligenciadas. Neste sentido, a Avaliação do Ciclo de Vida tem sido utilizada para entender e questionar os riscos e oportunidades que acompanham um determinado produto, a partir de uma visão sistêmica das suas relações com o meio ambiente. É precisamente nesse contexto que o presente trabalho pretende dar sua maior contribuição, a partir de um estudo exploratório almeja-se prover uma análise ambiental dessa tecnologia na etapa pós-uso do conjunto eletrodo membrana, nomeadamente em relação aos catalisadores de platina, sob o enfoque da Avaliação do Ciclo de Vida - ACV. Para atingir tal propósito, são apresentadas e discutidas as relações entre energia, meio ambiente e desenvolvimento, bem como a tecnologia de Células a Combustível e os atuais estudos sobre ACV da PEMFC. As contribuições das questões levantadas foram utilizadas para o desenvolvimento de um método de recuperação dos catalisadores da PEMFC e, especialmente, para a sua posterior avaliação ambiental. Dentre os resultados significativos destaca-se a importância da ACV como ferramenta útil para compreender o peso das questões ambientais relacionadas à platina e, para subsidiar as estratégias relacionadas ao desenvolvimento, consolidação e inovação da PEMFC. / The energy is the fuel of growth and an essential requirement for the socioeconomic development. However, the current production model is based on fossil fuels, considered as threat to man and nature. As for, the relating to the human activities and their effects on the environment, they are handled by the implementation of a more rigid model of environmental control and the mobilization of the society in favor of technologies with less energy impact. In view of this scenario, the Proton Exchange Membrane Fuel Cell - PEMFC has been recognized as a key for the vital need of a clean and efficient energy. Considering the conventional power generation system, their advantages during usage configure its application as an ideal option for several utilities, especially in the mobile sector. Even though, the focus on several environmental evaluations in energy systems is referred back to the initial stage of it use, the employment relating to production of the system and to final destination should be considered, since these also present impacts. In the case of PEMFC, their previous and subsequent phases of use are issues related to the platinum catalysts, which indicates an environmental importance that cannot be overlooked. In this sense, the Life Cycle Assessment has been used to understand and to question the risks and opportunities that are associated to certain product, starting from a systemic concept of their relationships with the environment. It is precisely in this context that the present research intends to present its major contribution, starting from an exploratory study towards the its objectives to provide an environmental analysis of such technology linked to post stage of powder-use of the membrane electrode assembly - MEA, concerning the platinum catalysts, on the subject of Life Cycle Assessment - LCA. To attain such aim, the relationships between energy, environment and development are presented and discussed, as well as, the Fuel Cell technology and the current studies on LCA of PEMFC. Several questions raised up on this issues have conthbuted in the development of a method of recuperating the PEMFC catalysts and, particularly, for its subsequent environmental evaluation. Among significant results are the importance of LCA, out lined as useful tool for perceiving the weight of environmental matters concerning the platinum and its subsidy strategies relating to the development, consolidation and to the innovation of PEMFC.

Neste trabalho foi estudado o efeito da presença do cério em catalisadores de Pt/C e PtSn/C para eletro-oxidação de etanol visando aumentar a eficiência da reação, entender o motivo das variações na atividade catalítica e avaliar a estabilidade destes catalisadores nas condições de operação da célula. Todos os catalisadores foram preparados pelo método do ácido fórmico, os dados de espectroscopia XPS confirmaram as porcentagens nas composições dos catalisadores de PtCe/C e PtSnCe/C. Através das técnicas de TEM e XRD verificou-se que, com exceção da proporção PtCe/C 50:50, todos os outros catalisadores apresentaram tamanho de partícula próximos ao tamanho de cristalito. Os dados de XRD não indicam a presença de liga nos catalisadores de PtCe/C e de PtSnCe/C, mas mesmo em forma de óxido, o estanho apresentou um efeito eletrônico, como informado pelos dados de XAS. A adição de cério promove a oxidação do etanol em menores potenciais que a platina. A adição de estanho ao catalisador PtCe/C teve um efeito benéfico na atividade catalítica promovendo a oxidação em potenciais inferiores aos catalisadores de PtCe/C. A interação de Pt-Sn promove a dissociação da água para formar Sn-OHad próximo a espécies de monóxido de carbono adsorvidas na Pt, facilitando a rápida oxidação de etanol. Os testes de estabilidade indicaram que ao comparar os catalisadores PtSnCe/C com um catalisador comercial de PtSn/C, é possível aferir que a adição de cério promove uma melhora da estabilidade do catalisador. / In this work, the effect of the cerium presence in Pt/C and PtSn/C catalysts for ethanol electro-oxidation was studied to increase the efficiency of the reaction, to understand the variations in catalytic activity and to evaluate the catalysts stability at the cell operating conditions. All catalysts were prepared by the formic acid method, and the XPS data confirmed the percentages in the compositions of the catalyst PtCe/C and PtSnCe/C. The XRD and TEM data showed that, with the exception of the proportion PtCe/C 50:50, all other catalysts showed particle size close to the crystallite size. The XRD data does not indicate the presence of alloy in the PtCe/C and PtSnCe/C catalysts, but even in the form of oxide, tin presented an electronic effect, as reported by the XAS data. The addition of cerium promotes oxidation of ethanol in lower potential than platinum. The addition of tin in this catalyst had a beneficial effect on the catalytic activity, promoting the oxidation in lower potential than the PtCe/C catalysts. The interaction of Pt-Sn promotes the dissociation of water to form Sn-OHad near species of carbon monoxide adsorbed on Pt, facilitating the rapid ethanol oxidation. Stability tests showed when comparing PtSnCe/C catalyst with commercial catalyst PtSn/C, it was possible to determine that the addition of cerium provides an improvement of the catalyst stability.

Relata-se um estudo sobre o processo de eletrossorção do n-propanol sobre eletrodos de platina eletrodispersa em soluções de H2SO4 1 N, a diferentes temperaturas (12 a 51 ºC) e potencíais (0,30 a 0,60 V). São abordados os aspectos relacionados com a cinética de adsorção dos possíveis intermediários formados na desidrogenação do n-propanol, bem como a determinação das constantes de velocidade em cada etapa. São apresentadas as energias de ativação do processo de adsorção para graus de cobertura, &#952; = 0 e &#952; &#8800; 0. A adsorção do álcool estudado a potencial controlado na região da dupla camada elétrica, ocorre através da desidrogenação da molécula, seguida pela ionização do hidrogênio adsorvido. A isoterma cinética de adsorção foi obtida a partir dos cronoamperogramas de desidrogenação do álcool e mostra uma variação linear de &#952; com o logaritmo do tempo de adsorção (t), para 0,25 < &#952; < 0,80. Por outro lado, a relação entre E = f (log li), onde li é a máxima corrente não estacionária obtida a t = 0, é linear com coeficiente angular igual a 2,3 (2 RT/F). Esse valor indica que no início da adsorção do n-propanol, apenas um elétron está envolvido no processo. Da mesma maneira que no metanol, supõe-se que a desidrogenação do n-propanol não ocorre através da eliminação simultânea dos dois átomos de hidrogênio ligados no carbono-&#945;, mas por duas etapas consecutivas de desidrogenação: R - CH2 - OH j1&#8594; R - .CH - OH + H+ + e- ( 1 ) R - .CH - OH j2&#8594; R - ..C - OH + H+ + e- ( 2 ) Desse modo, a corrente anódica não estacionária (j), proveniente da ionização do hidrogênio formado na desidrogenação do n-propanol é resultante da soma das correntes j>SUB>1 e j2 produzidas nas reações descritas nas equações (1) e (2). Quando o tempo de adsorção é muito curto, isto é , j2 = 0, a corrente não estacionária é determinada apenas pela adsorção da espécie R-.CH-OH. Considerando esta hipótese e as isotermas de Temkin e Elovich foi obtida uma equação que descreve o grau de cobertura pela espécie R-.CH-OH, (&#952;1) em função do tempo. &#952;1 = - Qmáx B/k2t (1-A-B ln t) + k1/k2 onde Qmáx é a carga máxima de cobertura, k1 e k2 são as constantes de velocidade de adsorção das espécies R-.CH-OH e R-..C-OH, respectivamente, A e B são as constantes da equação de Elovich. A equação precedente permitiu determinar as constantes de velocidade de adsorção k1 e k2. A partir desses valores em diferentes temperaturas foram obtidas as energias de ativação para as reações (1) e (2). Verificou-se que os tempos de máxima cobertura por R.CHOH e de inflexão, obtidos respectivamente de &#952;1= f (log t) e j-1 = f(t), são comparáveis para dada temperatura e potencial. / The kinetics and mechanism of n-propanol adsorption on a platinized platinum electrode was studied in 1 N H2SO4 at several temperatures, by means of the potential pulse method. Between 0.30 V and 0.60 V (RHE), the adsorption occurs via a dehydrogenation of the &#945;-carbon, followed by a rapid ionization of the adsorbed hydrogen atoms. The kinetic isotherms obtained by integration of the chronoamperograms show a linear variation of the surface coverage, &#952;, with logarithm of the adsorption time, tads, in the range 0.25 &#8804; &#952; &#8804; 0.80. This indicates that the adsorption rate can be expressed in tems of an Elovich equation. It is shown that the relation Eads vs log Ii, where Eads is the adsorption potential and Ii is the maximum non-stationary current at t = 0, is a straight line with a slope equal to 2.3[2RT/F], independently of the temperature. These data show that the initial adsorption step envolves a monoelectronic charge transfer, and can be represented by the following equation: R-CH2-OH j1&#8594; R-.CH-OH + H+ + e- ( 1 ) Therefore, it is assumed that the adsorption occurs via a two step consecutive reaction, given by equations (1) and (2): R-.CH-OH j2&#8594; R-..C-OH + H+ + e- ( 2 ) with the two adsorbed species R-.CH-OH and R-..C-OH characterized by their degree of coverage &#952;1 and &#952;2, respect ively. The non-stationary anodic current, j, is then the sum of currents j1 and j2 resulting from reactions described by equations (1) and (2). When the adsorption time is very short, it can be assumed that j = j1 + j2 &#8776; j1, and that &#952; = &#952; 1 + &#952;2 &#8776; &#952;1. From those assumptions, the following equation relating &#952;1 with t was obtained: &#952;1 = -Qmáx . B/[k2.t (1-A-B). ln t ] + k1/k2 (3) where Qmáx is the charge related with the maximum surface coverage, k1 and k2 the apparent rate constants of reactions (1) and (2), respectively, and A and B are constants from the Elovich equation. Equation (3) permitted the evaluation of the rate constants k1 and k2 for distinct Eads values. From the data at different temperatures, the apparent activation energies of both reactions were calculated.

Utilizando uma faixa de temperatura entre 5° a 45°C, observou-se duas regiões de diferentes tendências para com o aumento da temperatura durante as oscilações (eletro-oxidação galvanostática, mesma corrente normalizada aplicada) no sistema ácido fórmico sobre platina policristalina em meio ácido. Até 25°C, o comportamento cinético operou de modo convencional, do tipo Arrhenius, sendo que acima desse ponto crítico observou-se o fenômeno de (sobre)compensação de temperatura. O sistema foi caracterizado fazendo uso de técnicas eletroquímicas clássicas e espectroscopia de impedância eletroquímica tendo ficado evidente um ponto de inflexão a 25°C que marca uma quebra na tendência em todas as frequências do sistema (f, Hopf,Sosc) e taxa de envenenamento. Os resultados foram discutidos em termos do papel-chave das espécies de PtO, que acoplam quimicamente as dinâmicas rápidas/lentas. Fomos capazes de: (i) identificar a competição entre duas etapas de reação como responsáveis pelos dois domínios de temperatura; (ii) comparar as energias de ativação relativas dessas duas etapas; E ademais (iii) especulamos sobre o papel de uma determinada etapa de reação no conjunto de reações responsáveis pelo aumento do período oscilatório. Com ajuda de métodos deconvolutivos, reforçamos a hipótese de que as etapas por trás do drift possuem menor energia de ativação que as etapas LH durante tais dinâmicas. Também estão aqui discutidos experimentos de monitoramento de temperatura local durante as dinâmicas oscilatórias. Duas estratégias experimentais foram empregadas: uma utilizando eletrodos-termômetros a base de termistores e outra utilizando um micro calorímetro onde sensores piroelétricos monitoraram as oscilações na temperatura do eletrodo de trabalho, altamente em fase com as oscilações de potencial. Destacamos que ambas configurações foram capazes de acompanhar as diferenças de temperatura durante as dinâmicas oscilatórias (na faixa de 0,1&#126;0,5mK por ciclo). Os resultados obtidos para a reconstrução dos fluxos de calor (&#248;) corroboram com o atual modelo mecanístico da eletro-oxidação oscilante de ácido fórmico em Pt em meio ácido. Observamos que as etapas de envenenamento do eletrodo são acompanhadas pelo aumento no &#248; enquanto a reativação do eletrodo é acompanhada pela diminuição no &#248;. / The oscillating electro-oxidation of formic acid on polycrystalline platinum in acidic media, as a model system, was employed to investigate the temperature effects on the coupling of fast and slow dynamics processes belonging to its oscillatory dynamics, i.e. the core oscillator (fast dynamics) and the slow term deactivation of surface caused by the oxygen place-exchange process. Using a temperature range from 5 to 45°C, we observed two disparate regions of tendencies upon temperature increment on the galvanostatic oxidation. The system exhibits conventional Arrhenius behavior for T up to 25°C and, on the other hand, T &gt; 25° revealed the occurrence of temperature (over)compensation. The system was characterized by means of conventional electrochemical techniques and electrochemical impedance spectroscopy. Clearly, we observed an inflexion point at 25°C marked by a break on the tendency of oscillatory frequency ( f, hopf, Sosc) and poisoning rates. Results were discussed in terms of the key role of PtO species, which chemically couple slow and fast dynamics. In summary we were able to: (i) identify the competition between two reaction steps as responsible for the two temperature domains; (ii) compare the relative activation energies of these two steps; and (iii) suggest the role of a given reaction step on the period-increasing set of reactions involved in the oscillatory dynamics. In addition, we performed experiments to monitor the local temperature of the interface during oscillatory dynamics. Two experimental strategies were applied: low cost thermometers-electrodes and a more sophisticated experimental set up based on pyroelectric detection. It should be noted that both configurations were able to monitor temperature differences during oscillatory dynamics (in the range of 0.1 &#126; 0.5mK per cycle). The results obtained for the reconstruction of the heat fluxes (&#248;) corroborate with the current mechanistic model of the oscillating electro-oxidation of formic acid in Pt in acidic medium. We observed that the poisoning stages of the electrode are accompanied by the increase in &#248; while the reactivation of the electrode is accompanied by the decrease in &#248;.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-12-05T17:42:30Z No. of bitstreams: 1 StanrleyBandeira.pdf: 1297237 bytes, checksum: c39acc4db03b1190e402e8b3a4c9d8ff (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-05T17:42:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 StanrleyBandeira.pdf: 1297237 bytes, checksum: c39acc4db03b1190e402e8b3a4c9d8ff (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / FAPEMA / The present master's work was focused on quantum chemistry calculations and based on the Functional Density Theory (DFT) the interaction between platinum compounds used in anti-cancer therapy and DNA. Based on the analysis of the factors that influence the bonding process between the platinum complexes and the DNA. All the nitrogenous bases of the DNA were analyzed, in order to choose the one that would present better interaction with the studied complexes. The theoretical results showed that the different platinum compounds have binders that decrease toxicity, or increase membrane binding. The platinum compounds, Carboplatin, Iproplatin, Nedaplatin and Oxaliplatin, were structured through the GAUSS VIEW 5.0 software. Then, the optimization of these structures was performed using the GAUSSIAN 9.0 program. This optimization used bases extracted from the EMSL BASIS SET EXCHANGE database. As a result of these optimizations the HOMO-LUMO intervals were used to characterize the stability of the molecules, as well as the stability variations that occurred during the hydrolysis reactions, and their connections with the guanine base of the DNA. This observation, as well as the thermodynamic properties, served to describe the toxicities presented in the literature. / O presente trabalho de mestrado foi voltado a examinar por meio de cálculos de química quântica e com base na Teoria do Funcional Densidade (DFT) a interação entre compostos de platina usados na terapia anti-câncer e o DNA. Com base na análise dos fatores que influenciam o processo de ligação entre os complexos de platina e o DNA.Analisou-se todas as bases nitrogenadas do DNA, para a escolha da que apresentaria melhor facilidade de interação com os complexos estudados. os resultados teóricos mostraram que que os diferentes compostos de platina apresentam ligantes que diminuem a toxicidade, ou aumentam a ligação com membranas. Os compostos platínicos,Carboplatina, Iproplatina, Nedaplatina e Oxaliplatina, foram estruturados através do progarama GAUSS VIEW 5.0. Em seguida realizou-se a otimização dessas estruturas utilizando-se o programa GAUSSIAN 9.0. Essa otimização utilizou bases extraídas do banco de dados EMSL BASIS SET EXCHANGE. Como resultado dessas otimizações foram extraídos os intervalos HOMO-LUMO, utilizados para caracterizar a estabilidade das moléculas, bem como, as variações de estabilidade, que ocorriam durante as reações de hidrolise, e respectivas ligações com a base GUANINA do DNA. Essa observação,bem como as propriedades termodinâmicas serviu para descrever as toxicidades, apresentadas em literatura.

Considerando o melanoma a forma mais agressivas de câncer de pele e mais resistente aos tratamentos convencionais, o presente estudo teve como objetivo avaliar a atividade de um novo complexo de platina (II) com derivado de hidantoína (CX42) em células de melanoma humano e murino. Foram utilizados também para comparação células da pele (fibroblastos, queratinócitos e melanócitos) e os compostos cisplatina (CIS) e complexo de hidantoína isolado (NN10). Ensaios de viabilidade, ciclo e morte celular foram realizados. Investigou-se também a atividade da enzima tirosinase, principal enzima que regula a síntese de melanina durante o processo conhecido como melanogênese. Como resultados, obteve-se a diminuição da viabilidade celular e parada de ciclo na fase G0/G1 nas células de melanoma, principalmente na linhagem murina B16F10, frente ao composto CX42. Em células B16F10, foi possível observar estímulo na melanogênese, com aumento da atividade da enzima tirosinase. O CX42 apresentou uma atividade com efeito citostático nas células de melanoma, não sendo observado efeito citotóxico nas células da pele. Ainda, com a prévia estimulação da melanogênese, o CX42 apresentou-se mais efetivo, aumentando a morte celular em 40% por apoptose. Portanto, conclui-se que o CX42 diminuiu a viabilidade celular e seu efeito foi mais intenso quando as células apresentavam-se pigmentadas, demonstrando indução da tirosinase e da morte celular, atributo importante para potenciais novos fármacos anti-melanoma. / Since melanoma is one of the most aggressive forms of skin cancer and more resistant to conventional treatments, the present study aimed to evaluate the activity of a new platinum complex (II) with hydantoin derivative (CX42) in melanoma cells human and murine. Skin cells (fibroblasts, keratinocytes and melanocytes) were used as control and the compounds cisplatin (CIS) and hydantoin compound alone (NN10) were also evaluated. Viability assays, cell cycle analysis and cell death characterization were performed. Likewise, the activity of tyrosinase, the key enzyme that regulates melanin synthesis during the process known as melanogenesis, was also investigated. The results demonstrated a reduction in cell viability and cell cycle arrest in G0/G1 phase of murine melanoma B16F10 treated with CX42. In B16F10 cells, it was also observed melanogenesis stimulation with increased activity of tyrosinase. The CX42 showed a selective cytostatic effect on melanoma cells, however no toxic effects were observed in skin cells. In addition, with prior stimulation of melanogenesis, the CX42 demonstrated to be more effective, increasing apoptosis cell death in 40%. Therefore, the results demonstrated that CX42 decreased cell viability and the intensity of its effect is associated with cell pigmentation, demonstrating an association between tyrosinase high activity and induction of cell death which is an important attribute for new potential anti - tumoral drugs.

As estruturas metal-óxido-semicondutor (MOS) são o coração dos transistores de efeito de campo. O estudo e caracterização físico-química desses dispositivos foram a chave para o avanço da tecnologia do Si na indústria microeletrônica. Hoje, a ciência busca novos materiais para a produção de dispositivos de alta mobilidade. Um dos materiais visados é o Ge, pois apresenta mobilidade de cargas superior ao Si (duas vezes para elétrons e quatro vezes para lacunas). Porém, a interface Ge/GeO2 é de natureza reativa, limitando seu uso na construção de tais dispositivos. Muitos esforços têm sido feitos para superar as limitações. Entre eles, encontram-se a passivação da superfície do Ge a partir de solução aquosa de (NH4)2S, previamente a deposição do dielétrico. Outra etapa do processamento desse material na indústria a ser investigada são os tratamentos térmicos posteriores à deposição: a caracterização de estruturas MOS de Pt/HfO2/Ge submetidas a tratamentos térmicos levaram a melhoria das propriedades elétricas. Nesse sentido, o trabalho tem como objetivos investigar o papel da passivação sulfídrica em estruturas dielétrico/Ge e a influência do eletrodo de Pt nas estruturas Pt/HfO2/Ge quando submetidas a tratamentos térmicos. / The heart of field effect transistors is the metal-oxide-semiconductor (MOS) structure. Physico-chemical characterization of the materials employed in such structures enabled the development of Si technology. Nowadays, in order to build high mobility devices, new material are needed. Ge is an alternative material, since its carrier mobilities are higher than those of Si (almost two times for electrons and four times higher for holes). However, the GeO2/Ge interface is not thermally stable, which is a problem for its use on electronic devices. Many attempts to enhance this stability were already investigated. Among them, sulfur passivation of the Ge surface was employed using (NH4)2S aqueous solution prior to the deposition of dielectric layers. Another important step in the fabrication of MOS structures is post-deposition annealing. Pt/HfO2/Ge MOS structures presented improved electrical characteristics following post deposition annealing. The main objectives of this work are to investigate the role of sulfur passivation on dielectric/Ge structures and the influence of Pt electrode in Pt/HfO2/Ge structures submitted to post deposition annealing.

Relata-se um estudo sobre o processo de eletrossorção do n-propanol sobre eletrodos de platina eletrodispersa em soluções de H2SO4 1 N, a diferentes temperaturas (12 a 51 ºC) e potencíais (0,30 a 0,60 V). São abordados os aspectos relacionados com a cinética de adsorção dos possíveis intermediários formados na desidrogenação do n-propanol, bem como a determinação das constantes de velocidade em cada etapa. São apresentadas as energias de ativação do processo de adsorção para graus de cobertura, &#952; = 0 e &#952; &#8800; 0. A adsorção do álcool estudado a potencial controlado na região da dupla camada elétrica, ocorre através da desidrogenação da molécula, seguida pela ionização do hidrogênio adsorvido. A isoterma cinética de adsorção foi obtida a partir dos cronoamperogramas de desidrogenação do álcool e mostra uma variação linear de &#952; com o logaritmo do tempo de adsorção (t), para 0,25 < &#952; < 0,80. Por outro lado, a relação entre E = f (log li), onde li é a máxima corrente não estacionária obtida a t = 0, é linear com coeficiente angular igual a 2,3 (2 RT/F). Esse valor indica que no início da adsorção do n-propanol, apenas um elétron está envolvido no processo. Da mesma maneira que no metanol, supõe-se que a desidrogenação do n-propanol não ocorre através da eliminação simultânea dos dois átomos de hidrogênio ligados no carbono-&#945;, mas por duas etapas consecutivas de desidrogenação: R - CH2 - OH j1&#8594; R - .CH - OH + H+ + e- ( 1 ) R - .CH - OH j2&#8594; R - ..C - OH + H+ + e- ( 2 ) Desse modo, a corrente anódica não estacionária (j), proveniente da ionização do hidrogênio formado na desidrogenação do n-propanol é resultante da soma das correntes j>SUB>1 e j2 produzidas nas reações descritas nas equações (1) e (2). Quando o tempo de adsorção é muito curto, isto é , j2 = 0, a corrente não estacionária é determinada apenas pela adsorção da espécie R-.CH-OH. Considerando esta hipótese e as isotermas de Temkin e Elovich foi obtida uma equação que descreve o grau de cobertura pela espécie R-.CH-OH, (&#952;1) em função do tempo. &#952;1 = - Qmáx B/k2t (1-A-B ln t) + k1/k2 onde Qmáx é a carga máxima de cobertura, k1 e k2 são as constantes de velocidade de adsorção das espécies R-.CH-OH e R-..C-OH, respectivamente, A e B são as constantes da equação de Elovich. A equação precedente permitiu determinar as constantes de velocidade de adsorção k1 e k2. A partir desses valores em diferentes temperaturas foram obtidas as energias de ativação para as reações (1) e (2). Verificou-se que os tempos de máxima cobertura por R.CHOH e de inflexão, obtidos respectivamente de &#952;1= f (log t) e j-1 = f(t), são comparáveis para dada temperatura e potencial. / The kinetics and mechanism of n-propanol adsorption on a platinized platinum electrode was studied in 1 N H2SO4 at several temperatures, by means of the potential pulse method. Between 0.30 V and 0.60 V (RHE), the adsorption occurs via a dehydrogenation of the &#945;-carbon, followed by a rapid ionization of the adsorbed hydrogen atoms. The kinetic isotherms obtained by integration of the chronoamperograms show a linear variation of the surface coverage, &#952;, with logarithm of the adsorption time, tads, in the range 0.25 &#8804; &#952; &#8804; 0.80. This indicates that the adsorption rate can be expressed in tems of an Elovich equation. It is shown that the relation Eads vs log Ii, where Eads is the adsorption potential and Ii is the maximum non-stationary current at t = 0, is a straight line with a slope equal to 2.3[2RT/F], independently of the temperature. These data show that the initial adsorption step envolves a monoelectronic charge transfer, and can be represented by the following equation: R-CH2-OH j1&#8594; R-.CH-OH + H+ + e- ( 1 ) Therefore, it is assumed that the adsorption occurs via a two step consecutive reaction, given by equations (1) and (2): R-.CH-OH j2&#8594; R-..C-OH + H+ + e- ( 2 ) with the two adsorbed species R-.CH-OH and R-..C-OH characterized by their degree of coverage &#952;1 and &#952;2, respect ively. The non-stationary anodic current, j, is then the sum of currents j1 and j2 resulting from reactions described by equations (1) and (2). When the adsorption time is very short, it can be assumed that j = j1 + j2 &#8776; j1, and that &#952; = &#952; 1 + &#952;2 &#8776; &#952;1. From those assumptions, the following equation relating &#952;1 with t was obtained: &#952;1 = -Qmáx . B/[k2.t (1-A-B). ln t ] + k1/k2 (3) where Qmáx is the charge related with the maximum surface coverage, k1 and k2 the apparent rate constants of reactions (1) and (2), respectively, and A and B are constants from the Elovich equation. Equation (3) permitted the evaluation of the rate constants k1 and k2 for distinct Eads values. From the data at different temperatures, the apparent activation energies of both reactions were calculated.