Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-18Bitstream added on 2014-06-13T18:53:40Z : No. of bitstreams: 1 rebeque_pvs_me_ilha.pdf: 2184375 bytes, checksum: 85d1dba31d0aecfc00a6316b5737526f (MD5) / Compósitos poliméricos condutores, também chamados de polímeros condutores extrínsecos, têm sido alvo de intensa pesquisa científica devido ao seu grande potencial de aplicação nos mais diversificados setores industriais. Esses materiais combinam as características de um polímero (leveza, flexibilidade, fácil processamento) com as de cargas condutoras (alta condutividade). O poliuretano derivado de óleo de mamona (PUR) é um polímero obtido pela mistura de pré-polímero e poliol (derivado de óleo de mamona) que apresenta grande potencial para ser utilizado como matriz polimérica em compósitos. Ele possui propriedades equivalentes aos dos poliuretanos (PU) convencionais e tem como vantagem ser um polímero biodegradável e proveniente de fonte renovável. Em relação às cargas condutoras, o negro de fumo (NF) é um dos materiais mais utilizados para esse fim, enquanto que pouco se encontra na literatura sobre o carvão ativado nano em pó (CANP), mesmo possuindo estrutura semelhante e maior condutividade que o NF. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo viabilizar os processos de síntese e fazer a caracterização elétrica dos compósitos poliuretano derivado de óleo de mamona/carvão ativado nano em pó (PUR/CANP) e poliuretano derivado de óleo de mamona/negro de fumo (PUR/NF) na forma de filmes pelo método “casting”, mantendo fixa a razão pré-polímero/poliol e variando a fração de volume de CANP e NF. A análise térmica foi feita por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), o estudo da condutividade dc e ac foram feitas pelo Método de Duas Pontas (tensão x corrente) (MDP) e pela técnica de Espectroscopia de Impedância Elétrica (EIE), respectivamente, e a análise morfológica foi feita em Microscópio Eletrônico de Varredura com canhão de elétrons por... / Conductive polymer composites, also called extrinsic conducting polymers, has been the subject of intense scientific research due to its great potential for industrial application. These materials combine the characteristics of a polymer (lightness, flexibility, easy processing) with the conductive fillers (high conductivity). The castor oil based polyurethane (PUR) is a polymer obtained from pre-polymer and polyol (based castor oil) mixing which has great potential to be used as matrix polymer in composites. It has properties equivalent to those of conventional polyurethane (PU) and has the advantage of being a biodegradable polymer and from a renewable source. In relation to conductive fillers, carbon black (CB) is one of the most widely used materials for this purpose, while in the literature there are few data about activated carbon nanopowder (ACNP), despite having similar structure and that the higher conductivity than CB. In this context, this work aims to provide the synthesis processes and electrically characterize of composite castor oil based polyurethane/activated carbon nanopowder (PUR/ACNP) and castor oil based polyurethane/carbon black (PUR/CB) in the form of films by casting, keeping the ratio pré-polímero/poliol fixed and varying the volume fraction ACNP and CB. The sample were characterized using Differential Scanning Calorimetry (DSC), Two Points Method (voltage x current) (TPM), Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) and Scanning Electron Microscope with electron gun for field emission (FEG-SEM). DSC results showed that the glass transition temperature (Tg) of composites do not depend of type or volume fraction of conductive fillers. The results of electrical analysis showed that the samples of PUR/CB have lower percolation threshold than those of PUR/ACNP (20% vs. 40%). This result is due the distribution... (Summary complete electronic access click below)

No presente trabalho foi realizado o estudo das propriedades ópticas e elétricas de dispositivos eletroluminescentes poliméricos, conhecidos como diodos emissores de luz poliméricos (PLEDs), e o desenvolvimento de camadas transportadoras de carga (HTL), que visam promover um aumento da eficiência elétrica dos dispositivos. Para o estudo das propriedades ópticas e elétricas dos PLEDs, foram fabricados dispositivos com estruturas do tipo Ânodo/HTL/Polímero Eletroluminescente/Cátodo. Foram apresentadas todas as etapas de fabricação dos dispositivos, assim como seus processos de caracterização. Para o ânodo, foi utilizado um óxido transparente condutor, óxido de índio-estanho - ITO, com tratamento superficial em plasma de oxigênio. Foram estudados três materiais diferentes para as HTLs. Filmes de PAni:PVS ou PAni:Ni-TS-Pc foram depositados pela técnica de automontagem (Layer-by-Layer) e os filmes de PEDOT:PSS foram depositados pelo método de spin-coating. O polímero eletroluminescente utilizado neste trabalho foi o MEH-PPV, também depositado pelo método de spin-coating. Para o cátodo foi utilizado o alumínio, evaporado termicamente. O encapsulamento dos dispositivos foi realizado em atmosfera inerte de argônio para diminuir os efeitos de degradação através do oxigênio e da luz. O emprego de camadas transportadoras de buracos (HTLs) resultou numa sensível diminuição no valor da tensão de operação dos dispositivos, quando empregados filmes de PAni:PVS e PAni:Ni-TS-Pc. Os valores das tensões de operação baixaram de 12 V para cerca de 3 V em relação aos dispositivos fabricados sem a utilização de HTLs. Através da microscopia de força atômica, foi possível determinar a espessura das bicamadas e a rugosidade superficial dos filmes de PAni:PVS para correlacionar estes resultados com a resposta elétrica dos dispositivos. Espessuras de 4nm (para 1 bicamada) resultaram em tensões de operação de 3 V. Foi possível verificar também, por espectroscopia no UV-VIS, que este tipo de filme absorve luz em freqüência diferente daquela emitida pelo MEH-PPV. Medidas elétricas em regime de corrente contínua, curvas de Corrente vs. Tensão e, em regime de corrente alternada, espectroscopia de impedância, foram realizadas em dispositivos para determinar o valor da tensão de operação e estudar os efeitos de interface nas diferentes camadas que compõe um dispositivo. Através das curvas obtidas pela espectroscopia de impedância, foi possível determinar os valores dos componentes dos circuitos equivalentes (capacitores e resistores). Com isso, é possível simular o comportamento destes dispositivos através de circuitos elétricos antes mesmo de serem fabricados. Pelos resultados obtidos, todas as HTLs estudadas contribuíram para uma sensível diminuição no valor da tensão de operação dos dispositivos, apontando-os como excelentes materiais a serem utilizados com o objetivo de alcançar uma maior eficiência e um melhor desempenho destes dispositivos. / In the present work, the study of the optical and electrical properties of polymeric electroluminescent devices known as Polymer Light-Emitting Diodes (PLEDs) and the development of Hole Transport Layers (HTLs) to promote an increase of the electrical efficiency of the devices was performed. PLEDs were constructed with structures like Anode/HTL/Electroluminescent Polymer/Cathode in order to study the optical and electrical properties of these devices. All the stages of the devices production were presented, as well as its characterization processes. For the anode a conductive transparent oxide (Indium Tin Oxide - ITO) with a superficial oxygen plasma treatment was used. Three different materials for the HTLs were used. Films of PAni:PVS or PAni:Ni-TS-Pc were deposited by the self-assembly technique (Layer-by-Layer) and the films of PEDOT:PSS were deposited by the spin-coating method. The electroluminescent polymer used in this work was MEH-PPV, also deposited by the spin-coating method. Aluminum was deposited by thermal evaporation for the cathode. The devices encapsulation was performed in Argon inert atmosphere to reduce the degradation effects through oxygen and light. The use of Hole Transport Layers (HTLs) resulted in a sensitive decrease in the devices operating voltage value when films of PAni:PVS and PAni:Ni-TS-Pc were used. The operating voltage values have decreased from 12 V to 3 V in relation to the devices assembled without the usage of HTLs. By the use of Atomic Force Microscopy measurements the thickness of the bilayers and the surface roughness of the PAni:PVS films was obtained to correlate these results with the devices electric characteristics. Thicknesses of 3 to 4 nm (for one bilayer) resulted in operating voltage of 3 V. It was possible to verify also, by UVVIS Spectroscopy, that this type of PAni:PVS films absorbs light in a different frequency than that emitted by MEH-PPV. Electric measurements in the direct current, Current vs. Voltage curves and, in alternating current, Impedance Spectroscopy, were performed in devices to determine the operating voltage value and to study the interface effects in the different layers used in the devices. Analyzing the curves obtained by the impedance spectroscopy, it was possible to determine the values of the equivalent circuit components (capacitors and resistors) and, with that, to simulate the behavior of these devices through electric circuits even before they were manufactured. By the experimental results, all the HTLs studied have contributed to a sensitive decrease in the devices operating voltage, indicating them as excellent materials to be used to reach a higher efficiency and a better performance of these devices.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-27T17:35:53Z No. of bitstreams: 1 TeseARFL.pdf: 6573564 bytes, checksum: bad4dcee97cc69f8b38a8d8e43182b56 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-10-03T19:54:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseARFL.pdf: 6573564 bytes, checksum: bad4dcee97cc69f8b38a8d8e43182b56 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-10-03T19:54:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseARFL.pdf: 6573564 bytes, checksum: bad4dcee97cc69f8b38a8d8e43182b56 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-03T20:11:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseARFL.pdf: 6573564 bytes, checksum: bad4dcee97cc69f8b38a8d8e43182b56 (MD5) Previous issue date: 2015-06-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The search for new technologies more efficient and environmentally sustainable, triggered the search for new materials and synthesis routes that present a low economic and energy impact. In this context, potassium and strontium niobate (KSr2Nb5O15) tetragonal tungsten bronze structure (type-TTB) was doped with La+3 and Ti+4 ions, with the aim of improving the structural and electrical properties and understand the structural effects on the dielectric properties of the structure host. Ceramics with stoichiometry KSr2Nb5O15 and K1+xSr2- 2xLaxNb5O15, K1+4xSr2-1.5xTixNb5-xO15 and K1+2xSr2-2xLaxNb5-xTixO15 (x = 0.05; 0.10 e 0.15) were synthesized using the Pechini method maintaining a molar ratio of citric acid:metal 4:1, mass ratio citric acid:ethylene glycol 60:40. The parameters of time and calcining temperature were optimized in order to obtain powders with high crystal domain crystallographic coherency. The powders were uniaxially and isostatically pressed and sintered in order to obtain dense ceramic bodies for electrical measurements. The ceramic bodies were characterized by morphological, structural and electrical analysis. The presence of La+3 and Ti+4 ions in octahedral led to changes in the network, and morphology of the host structure resulting in different dielectric behavior. The higher dielectric constant value was observed for the host structure KSr2Nb5O15. The dielectric behavior observed for solid solutions K1+xSr2-2xLaxNb5O15, K1+4xSr2-1.5xTixNb5-xO15 and K1+2xSr2-2xLaxNb5-xTixO15 (x = 0.05; 0.10 e 0.15) was attributed to growth abnormal grain in the ceramic body, structural modulations, occupation of octahedral sites and distortions of the octahedral host structure. / A busca por novas tecnologias mais eficientes e ambientalmente sustentáveis, provocou a busca por novos materiais e rotas de sínteses que apresentassem um baixo impacto econômico e energético. Neste contexto, niobato de potássio e estrôncio (KSr2Nb5O15) de estrutura tungstênio bronze (TB) foi dopado com íons La+3 e Ti+4, com o intuito de melhorar as propriedades estruturais e elétricas e compreender os efeitos estruturais nas propriedades dielétricas da estrutura hospedeira. Cerâmicas com estequiometria KSr2Nb5O15 e K1+xSr2-2xLaxNb5O15, K1+4xSr2-1,5xTixNb5-xO15 e K1+2xSr2-2xLaxNb5-xTixO15 (x = 0,05; 0,10 e 0,15) foram sintetizadas utilizando-se o Método Pechini mantendo-se uma relação molar Ácido Cítrico:Metal de 4:1 e relação mássica Ácido Cítrico:Etilenoglicol de 60:40. Os parâmetros de tempo e temperatura de calcinação foram otimizados afim de se obter pós cristalinos com alto domínio de coerência cristalográfica. Os pós foram prensados uniaxialmente e isostaticamente e sinterizados a fim de obter corpos cerâmicos densos para as medidas elétricas. Os corpos cerâmicos foram caracterizados por análises morfológicas, estruturais e elétricas. A presença dos íons La+3 e Ti+4 levou a modificações na rede octaédrica e na morfologia da estrutura hospedeira, implicando em distintos comportamentos dielétricos. O maior valor de constante dielétrica foi observado para a estrutura hospedeira do KSr2Nb5O15. O comportamento dielétrico observado para as soluções sólidas K1+xSr2-2xLaxNb5O15, K1+4xSr2-1,5xTixNb5-xO15 e K1+2xSr2- 2xLaxNb5-xTixO15 (x = 0,05; 0,10 e 0,15) foi atribuído ao crescimento abnormal dos grãos no corpo cerâmico, modulações estruturais, ocupações dos sítios octaédricos e distorções da estrutura octaédrica da rede hospedeira.

Esta tese de doutorado é o resultado de um estudo dos mecanismos de operação de dispositivos poliméricos emissores de luz, com um particular enfoque nos processos de injeção e transporte de portadores de carga em polímeros derivados do poli(p-fenileno vinileno), PPV. Para tanto, se fez necessário o domínio de todas as etapas de produção e caracterização, desde a síntese química dos polímeros até a fabricação propriamente dita dos dispositivos, as quais são brevemente descritas neste trabalho. Basicamente, dois tipos diferentes de dispositivos foram caracterizados: diodos poliméricos emissores de luz (PLEDs), nos quais a camada ativa é composta por um filme fino (100-500 nm de espessura) do polímero eletroluminescente puro, e células eletroquímicas emissoras de luz (LECs), compostas por blendas do polímero conjugado com um eletrólito polimérico condutor iônico. As propriedades ópticas dos dispositivos foram analisadas através dos espectros de absorção óptica na região do ultravioleta/visível e de emissão (foto e eletroluminescência) enquanto as propriedades de injeção e de transporte de carga foram exploradas através de medidas elétricas de corrente-voltagem (I-V), espectroscopia de impedância no domínio da freqüência (condutividade ac), espectroscopia de fotocorrente e ressonância magnética detectada eletricamente (EDMR). A influência de parâmetros como a estrutura dos dispositivos, os metais utilizados como eletrodos e a temperatura permitiram uma análise mais detalhada de alguns modelos teóricos utilizados na interpretação dos resultados experimentais, fornecendo, dessa forma, um maior conhecimento das propriedades físicas dos materiais estudados. / This PhD thesis is an extensive study of the operation mechanisms of polymeric light-emitting devices, with a particular focus on the injection and transport properties of charge-carriers in poly(p-phenylene vinylene), PPV, derivatives. Therefore, it was necessary to dominate all the processes of fabrication and characterization of such devices, from the chemical synthesis of the polymers to the device fabrication, which are briefly described along this work. Two different kinds of devices were studied: polymeric ligh-emitting diodes (PLEDs) composed by a single thin layer (100-500 nm thick) of the pure electroluminescent polymer, and light-emitting electrochemical cells (LECs), which active layers are formed by a blend of the conjugated polymer and an ionic conductive polymeric electrolyte. The optical properties of the devices were analyzed by optical absorption in the ultraviolet-visible range and emission (photo- and electroluminescence) spectra. The charge injection and transport properties were studied by electrical measurements like current-voltage (I-V) curves, impedance spectroscopy in the frequency domain (ac conductivity), photocurrent spectroscopy and electrically detected magnetic resonance (EDMR). The influence of parameters like the device structure, the electrodes work function and the temperature allowed a detailed analysis of some theoretical models commonly used in the interpretation of the experimental results, providing more information about the physical properties of the studied conjugated polymers.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1349952 bytes, checksum: 7c1d8a7ee6647c7d23f9e903f8120640 (MD5) Previous issue date: 2011-05-30 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The emission of gases of the greenhouse effect has increased dramatically since the geological era until the present days. Currently the use of fossil fuels and the changing of the use of the Earth are most responsible for the emission of these gases to the atmosphere.The carbon in the soil represents more than three times the carbon in the terrestrial biomass and about two times the carbon in the atmosphere, been a potential source of CO2 and CH4.The biogeochemical process that occurs in the soil or sediments for the emission of gases such as carbon dioxide and methane are controlled by process like the reduction of mineral compounds mainly oxides and amorphous and poor crystalline in anaerobic environment. These process leads to the formation of a favorable habitat suitable to the population grows of Methanogenic bacteria consequently with the production of gases of greenhouse effective. Nowadays there are several projects that defend that the hydroelectric dam offers a great contribution to the emission of the effective of greenhouse gases. This project has the purpose of study what the characteristics has more influence for the production of the emission of greenhouse effective in flood soils in hydroelectric lakes. The chapter one is dedicated to literature review where are addressed the more relevant topics. The chapter II had the purpose of studying the electrochemical dynamics of the soil at Zona da Mata mineira subject to flood due to the construction of hydroelectric. As a result we obtained that how bigger is the of Fe, bigger will be reduction of the soil, which lead us to establish the habitats proper for the establishment of the growth of Methanogenic bacteria‟s. population. The contents of Fe, CO and N have more influence in the ox reduction of flood soil. The chapter III had the purpose of studying dynamics and reactivity of the soil organic carbon (SOC) such as it is also dedicated to estimate the production of CH4 in soils flooded by hydroelectric dams lake with the purpose of identifying which characteristics has more influence in the production of methane comes from an eventually flooded of soils. As a result were obtained that the reactivity of SOC receives influence of the texture of the soil, and the finer is the texture greater is the presence of free fractions. The N shows an important factor to be analyzed due to its relation with the degradation of organic compound and microbial activity. / As emissões de gases do efeito estufa (GEE) têm aumentado vertiginosamente desde eras geológicos até os dias atuais. Atualmente a utilização de combustíveis fósseis, e alterações no uso da Terra, são as maiores responsáveis pelas grandes emissões destes gases para a atmosfera. O carbono contido no solo representa mais de três vezes o carbono contido em toda a biomassa terrestre e cerca de duas vezes o carbono contido na atmosfera, sendo, dessa forma, uma potencial fonte emissora de CO2 e CH4. Os processos biogeoquímicos que ocorrem em solos e ou sedimentos para emissão de gases como o dióxido de carbono e metano, são controlados por processos como a redução de compostos minerais, principalmente óxidos, amorfos e mal cristalizados em ambientes anaeróbios. Estes processos levam a formação de um habitat propício para o crescimento populacional de bactérias metanogênicas, com a conseqüente produção de gases do efeito estufa. Atualmente há diversos trabalhos que defendem que barragem de usinas hidroelétricas oferece uma grande contribuição na emissão de gases do efeito estufa. Nesta pesquisa objetivou-se estudar quais as características do exercem mais influencia para a produção de gases do efeito estufa em solos alagados em lagos de hidroelétricas. O capítulo I é dedicado a revisão de literatura, onde são abordados temas que se julgam relevantes. No capítulo II se objetivou estudar a dinâmica eletroquímica de solos da zona da mata mineira passíveis de serem submetidos a alagamento devido a construção de hidroelétricas. Como resultado obteve-se que quanto maior for a atividade de Fe, maior será o potencial de redução do solo, o que leva ao estabelecimento de habitats, apropriados para o estabelecimento de populações de bactérias metanogênicas. Os teores de Fe, CO e N, são os que mais exercem influencia no processo de oxiredução de solos alagados. O capítulo III teve por objetivo estudar dinâmica e reatividade do carbono orgânico do solo (COS), bem como dedicado a estimar a produção de CH4 em solos alagados por lagos de usinas hidroelétricas, com o intuito de identificar quais características exerce mais influência na produção de metano, provinda do eventual alagamento dos solos. Como resultados foram obtidos que a reatividade do COS recebe influencia da textura do solo, sendo que quanto mais fina a textura maior a presença de frações livres. O N total se mostra um importante fator a ser analisado devido sua relação com a degradação de compostos orgânicos e atividade microbiana.