The study of materials composed from the combination of chitosan and silver nanoparticles has attracted the interest of researchers from different areas due to large variety of applications of these systems, such as the development of electro-optical devices and the disease treatment like cancer. Despite the existence of several works devoted to the characterization of the biological activity of these materials, many physical properties have not been explored so far. In this work, we study thermo-optical, interfacial and morphological properties of fluids and lms based on chitosan, by considering the effects associated with the addition of silver nanoparticles. Using a large variety of experimental techniques, it is investigated how the concentration of silver nanoparticles modifies the heat diffusion, fluid adhesion and photodegradation process in chitosan samples. From the time-resolved z-scan measurements in solution of chitosan and silver nanoparticles, it is studied how the heat transport induced by the visible radiation is modifed by the insertion of the metallic nanoparticles. Our results show that thermo-optical coefficient and thermal diffusivity are sensible to the variation of colloids concentration. With respect to morphological properties of chitosan film doped with silver nanoparticles, it is observed that the introduction of guest particles tends to modify the superficial structure of the films, with the formation large clusters of nanoparticles. In relation to interfacial properties associated with wetting phenomenom, it is observed a non-monotonic behavior of the contact angle of castor oil droplets as the silver nanoparticles concentration is increased. The parameters related to wetting phenomenon are computed from the analysis of time-evolution of the droplet spreading, by using a molecular-kinetic theory. Further, the effects of silver concentration on the photodegradation of chitosan films are examined, when the films are exposed to the electromagnetic radiation in the visible and ultraviolet regions. The present results reveal that the photodegradation process of the films depends on the radiation wavelength and the used excitation regime. / O estudo de materiais formados pela associação da quitosana a nanopartículas de prata tem atraído a atenção de pesquisadores de diferentes áreas devido à grande variedade de aplicações destes sistemas, tais como a fabricação de dispositivos eletro-ópticos e o tratamento de doenças como câncer. Apesar da existência de inúmeros trabalhos voltados à caracterização da atividade biológica destes materiais, diversas propriedades físicas ainda não foram devidamente caracterizadas. Neste trabalho, estudaremos as propriedades termo-ópticas, interfaciais e morfológicas de fluidos e filmes baseados em quitosana, considerando os efeitos associados à adição de nanopartículas de prata. Usando uma grande variedade de técnicas experimentais, é investigado como a concentração de nanopartículas de prata altera os processos de difusão de calor, de adesão à fluidos e de fotodegradação nas amostras de quitosana. A partir de medidas de varredura Z resolvida no tempo em soluções de quitosana e nanopartículas de prata, é averiguado como o transporte de calor induzido pela radiação visível incidente é modificado pela inserção da nanopartículas metálicas. Nossos resultado mostram que o coeficiente termo-óptico e a difusidade térmica são sensíveis à variação da concentração de nanopartículas de prata. No que diz respeito às propriedades morfológicas de filmes de quitosana dopada com nanopartículas de prata, é observado que a introdução das partículas hóspedes tende a transformar a estrutura super cial dos lmes, com a formação de grandes aglomerados de nanopartículas. Com relação as propriedades de interfaciais associadas ao fenômeno de molhagem, é observado um comportamento não-monotônico do ângulo de contato de gotículas de óleo de mamona, à medida que a concentração de nanopartículas aumenta. Os parâmetros associados ao fenômeno de molhagem são calculados a partir da análise da evolução temporal do espalhamento das gotas, usando a teoria cinética-molecular. Além disso, os efeitos da concentração de nanopartículas sobre a fotodegradação dos filmes de quitosana dopada são verificados, quando submetidos à radiação eletromagnéticas nas regiões do visível e ultravioleta. Os presentes resultados revelam que o processo de fotodegradação dos filmes depende do comprimento de onda e do regime de excitação utilizado.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:56:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jeol Stryhalski.pdf: 4312921 bytes, checksum: b338c848a830e15dee64928b0bf1545c (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Titanium oxide films doped with niobium were deposited by sputtering, using triode magnetron sputtering technique. The Nb:TixOy films, as deposited, displays an interesting combination of properties: transparency and electrical conductivity. The sputtering of titanium and niobium was carried out from a titanium target with niobium inserts arranged in the erosion area. Films containing different ratios of [Nb/Ti], and deposited under different substrate bias, were characterized by the following techniques: atomic force microscopy; transmittance and reflectance measurements, Hall resistivity, x-ray diffraction (XRD), energy dispersive fluorescence of x-ray (EDX) and contact angle. It was not observed any peak of niobium oxide in the XRD pattern of Nb:TixOy, indicating that the Nb atoms are substitutional atoms in sites of Ti. Transmittance and reflectance measurements and simulations using the Tauc-Lorentz model allow us to obtain intrinsic optical properties such as refractive index and extinction coefficient. The transmittance depends on the percentage of niobium and type of substrate bias ( pulsed bias or DC bias ). Results of transmittance measurements of Nb:TixOy films (as deposited, without annealing) reached values up to 60%. Electrical resistivity measurements using the method of four points probe (ASTM F43-99) through van der Pauw technique indicate values around 10-2 Ωcm. The electrical properties were also calculated by using optical properties. It indicates a reduction in the resistivity due to the Nb incorporation and pulsed bias. The contact angle indicates that films deposited on glass substrates using pulsed bias and high content of Nb has smaller contact angles (high surface free energy). Another effect due to the Nb is the reduction of grain size (nano grains) and the production of smoother surface of the Nb:TixOy films. / Filmes de óxido de titânio dopados com nióbio foram obtidos através de pulverização catódica, utilizando o sistema Triodo Magnetron Sputtering. A pulverização catódica de titânio e nióbio foi feita a partir de um alvo de titânio com insertos de nióbio dispostos na zona de erosão. Filmes contendo diferentes proporções de [Nb/Ti], e depositados sob diferentes polarizações do substrato. Foram caracterizados pelas seguintes técnicas: microscopia de força atômica, medidas de transmitância e refletância, resistividade através de efeito Hall difração de raios X (DRX), espectroscopia de energia dispersiva por fluorescência de raios X (EDX) e ângulo de contato. Os resultados mostram que não há formação de óxido de nióbio, indicando que os átomos de Nb se alojam na estrutura do TixOy como átomos substitucionais nos sítios do Ti. Medidas de transmitância e refletância e simulações usando o modelo de Tauc-Lorentz permitiram a obtenção de propriedades óticas intrínsecas, como índice de refração e coeficiente de extinção. A transmitância depende do percentual de nióbio e do tipo de polarização do substrato (pulsado ou DC). A transmitância de filmes sem recozimento (na condição como depositado ) alcançam 60% na região do visível. A resistividade elétrica, medida pelo método de quatro pontas (norma ASTM F43-99) com a técnica de Van der Pauw, indicam valores da ordem de 10-2 Ωcm. As propriedades elétricas também foram calculadas por meio das propriedades óticas e indicam uma redução na resistividade com a presença de Nb e com a polarização pulsada. O ângulo de contato indica que filmes depositados com polarização pulsada e com maior concentração de Nb tem os menores ângulos de contato (maior energia livre de superfície). Outro efeito causado pela incorporação de Nb é a redução do tamanho de grão dos filmes e da nanorugosidade superficial dos filmes.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jademir Jesus Pirapora de Almeida.pdf: 6328511 bytes, checksum: a6b516ba7f4098781189faf6cc895d92 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Universidade Presbiteriana Mackenzie / In this work were studied the action of ionizing radiation on the physical-mechanical properties in elastomeric compounds based on styrene-butadiene rubber (SBR) filled with barite, opening way for application of these composites in the protection and shield against high-energy radiation, in the form of aprons. These aprons come to substitute the elastomeric ones with lead filler in ergonomic and economically advantageous conditions. The effect of high-energy radiation was studied on SBR compounds filled with barite at 50, 75, 100, 125, and 150phr (phr = parts per hundred rubber) of barite concentrations, exposed to ionizing radiation at 0, 100, 200, 500 and 1000kGy doses. The samples were characterized by physic-mechanical tests as rheometry, tensile strength, resilience, hardness, wear resistance, oil absorption, permanent deformation under compression (compression set) and dynamic mechanical thermal analysis. The morphological characteristics were determined by scanning electron microscopy. The results showed that the radiation causes an increase in tensile strength and elongation, the tear strength and hardness, and a decrease in fluid absorção and deformation under compression. / Neste trabalho foi estudada a ação da radiação ionizante nas propriedades físico-mecânicas nos compostos elastoméricos a base de estireno-butadieno (SBR) carregados com barita, abrindo caminho para aplicação destes compostos na proteção e blindagem contra a radiação alta energia, na forma de aventais, vindo substituir os aventais a base de elastômero carregado com chumbo em condições ergonômicas e economicamente vantajosas. Foi estudado o efeito da radiação ionizante em compostos a base de SBR carregado com barita nas concentrações de 50, 75, 100, 125, e 150phr (phr = partes por cem de borracha) de barita expostos à radiação ionizante nas doses de 0, 100, 200, 500 e 1000kGy. As amostras foram caracterizadas por meio de ensaios físico-mecânicos de reometria, de resistência à tração, resiliência, dureza, resistência ao rasgo, absorção de óleo, deformação permanente sob compressão (compression set) e ensaios de análise térmica dinâmico-mecânica. As características morfológicas dos compositos foram determinadas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a radiação provoca um aumento da resistência à tração, do alongamento sob tração, da resistência ao rasgamento e da dureza; e um decréscimo na absorção de fluido e na deformação sob compressão.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jessica Rodrigues Camara.pdf: 4063408 bytes, checksum: d160fbb4a019fe268fcee175023d69fd (MD5) Previous issue date: 2011-03-18 / In this work, it was studied the physical-mechanical properties of elastomers based on ethylene-propylene-diene monomer copolymer (EPDM) with barite addition, witch is a filler in powder form, opening way for application of these composites in the protection and shield against X radiation, in the form of aprons. These aprons come to substitute the elastomeric ones with lead filler in ergonomic and economically advantageous conditions. Elastomeric composites with different barite concentrations were studied: 50, 75, 100, 125 and 150phr (parts per hundred of ruber). Among the studied properties are distinguished: tensile strength, module strength, tear strength, compression set, hardness, fluid absorption, morphologic analysis, X-ray attenuation and equivalent thickness of attenuation in Pb. The results showed that all the compositions present a good dispersion of the filler in the matrix. It was observed that the increase of the barite concentration provokes an increase in the X-ray attenuation, equivalent thickness of attenuation in Pb, hardness, tensile strength, elasticity module, tear strength and in the compression set of composites, as well as a decrease in the oil absorption. / Neste trabalho estudou-se as propriedades dos elastômeros a base do copolímero de etilenopropileno-dieno monômero (EPDM) com a adição de barita, que é uma carga em pó, abrindo caminho para aplicação destes compostos na proteção e blindagem contra a radiação X, na forma de aventais, em substituição dos aventais a base de elastômero carregado com chumbo em condições. Foram estudados compostos elastoméricos com diferentes concentrações de barita: 50, 75, 100, 125 e 150phr (partes por 100 partes de borracha). Entre as propriedades estudadas destacam-se: resistência à tração, módulo sob tração, resistência ao rasgo, deformação permanente à compressão, dureza, absorção de fluído, análise morfológica, atenuação de raios X e espessura equivalente de atenuação em Pb. Os resultados mostraram que todas as composições apresentam uma boa dispersão da carga na matriz. Observou-se que com o aumento da concentração de barita há um aumento na atenuação de raios X, na espessura equivalente de atenuação em Pb, na dureza, na resistência à tração, no módulo de elasticidade, na resistência ao rasgo, na deformação permanente sob compressão dos compostos, bem como um decréscimo na absorção de óleo.