[pt] Várias formas de produção de material nanoestruturado têm sido estudadas, mas uma alternativa bastante atrativa e de baixo custo surgiu no final da década de 1990, se trata da síntese hidrotérmica alcalina de nanotubos monocristalinos à base de TiO2 (método de Kasuga). Diversos óxidos de Ti já foram empregados com sucesso como precursores para a produção de nanotubos/nanofios através do método de Kasuga. O uso de areias minerais contendo Ti como precursor é uma opção muito atrativa devido ao seu baixo custo. No presente trabalho, nanomateriais 1-D de titanatos foram produzidos através do método de Kasuga utilizando areia mineral de rutilo brasileira com 89 porcento de TiO2. E o principal objetivo é verificar a relação entre o tamanho da partícula do precursor, areia de rutilo, com a morfologia nanoestruturada do produto obtido após o tratamento hidrotérmico, alcançando uma melhor compreensão do mecanismo de formação dos nanotubos/nanofios. Também foi estudado o efeito do tempo de síntese na morfologia final e a estabilidade deste material em solução aquosa ácida. / [en] Various forms of production of nanostructured material were studied, but a attractive alternative and the low cost came in the end of the 1990 decade, it is the alkali hydrothermal synthesis of nanotubos monocrystalline formed by TiO2 (Kasuga method). Various oxides of Ti already were used how precursors to production of nanotubes/nanowire through Kasuga method with success. The use of minerals sands containing Ti with precursor is an option so attractive due its low cost. In this present work, titanates 1-D nanomaterials were produced through Kasuga method using Brazilian rutile mineral sand with 89 per cent of TiO2. And the principal objective is check the relation between the particle size of precursor, rutile sand, with the morphology nanostructured of the product obtained after hydrothermal treatment, reaching a better understanding of the mechanism of nanotubes/nanowire formation. Was studied the effect of synthesis time in the morphology and the stability this material in acid aqueous solution too.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3936.pdf: 2010584 bytes, checksum: 3be708f515e15835c7915065004f5f86 (MD5) Previous issue date: 2011-10-27 / The minimization of emissions of nitrogen oxides (NOx) is a subject of great interest because they cause serious environmental problems affecting human health, flora and fauna. To break down the NOx catalytic reduction of these compounds to N2 has acquired great importance and may occur in the absence or presence of a reducing agent. The selective catalytic reduction using ammonia as a reducing agent (NH3-SCR) has been shown to be one of the most attractive, being used worldwide to control NOx emissions by industries due to its high efficiency, selectivity and low cost. To obtain more efficient catalysts for this reaction, several studies have been developed. In this context, the objective of this work is to prepare, to wet impregnation, catalysts based on vanadium, molybdenum and iron supported on commercial TiO2 and lamellar titanates (TL) with high (A-TL) or low-sodium (B-TL), and apply them to the reduction of NO with NH3.It was also studied the effect of calcination temperature in titanates with low sodium content. Results of XRD and adsorption of N2 measurements confirmed the formation of TL mesoporous structure and high specific surface area. After the addition of metal to TiO2 and TL, it was observed a significant decrease in the values of specific surface areas, attributed to the filling of pores by metal oxides. The RTP-H2 showed lower reducibility of metals supported on the lamellar titanates and commercial TiO2 support. The catalysts supported TL with high sodium content showed lower catalytic activity compared to commercial catalysts . However, the catalysts supported on titanates with low sodium content showed promising results in the conversion of NO to N2. The catalysts Fe2O3/TiO2 Fe2O3/B-TL showed loss of activity in the presence of SO2, which partially regenerates in the absence of the compound. In the presence of water, both catalysts showed a decline in the conversion, With the removal of H2O the Fe2O3/TiO2 showed partial regeneration, while the Fe2O3/B-TL suffered irreversible deactivation. / A minimização das emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) é assunto de alto interesse pois causam graves problemas ambientais afetando a saúde humana, à flora e à fauna. Para abater os NOx, a redução catalítica desses compostos a N2 vem adquirindo grande relevância, podendo ocorrer na ausência ou presença de um agente redutor. A redução catalítica seletiva utilizando amônia como agente redutor (RCS-NH3) tem-se mostrado um dos processos mais atrativos, sendo mundialmente aplicado no controle de emissão do NOx pelas indústrias, devido a sua alta eficiência, seletividade e baixo custo. Para a obtenção de catalisadores mais eficientes para essa reação, diversos estudos tem sido desenvolvidos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é preparar, via impregnação úmida, catalisadores à base de vanádio, molibdênio e ferro suportados em TiO2 comercial e titanatos lamelares (TL) com alto (A-TL) ou (B-TL) baixo teor de sódio, e aplicá-los na redução de NO com NH3. Foi verificado estudado também o efeito da temperatura de calcinação nos titanatos com baixo teor de sódio. Resultados de DRX e medidas de adsorção de N2 confirmaram a formação de TL de estrutura mesoporosa e de alta área superficial específica. Após a adição dos metais aos suportes TiO2 e TL, foi observada uma queda significativa nos valores das áreas superficiais específicas, atribuída ao preenchimento dos poros pelos óxidos metálicos. O RTP-H2 indicou menor redutibilidade dos metais suportados nos titanatos lamelares frente ao suporte TiO2 comercial. Os catalisadores suportados em TL com alto teor de sódio apresentaram atividade catalítica inferior quando comparados aos catalisadores suportados em TiO2 comercial. No entanto, os catalisadores suportados nos titanatos com baixo teor de sódio apresentaram resultados promissores na conversão do NO a N2. Os catalisadores Fe2O3/TiO2 e Fe2O3/B-TL registraram queda parcial na atividade quando na presença do SO2, que se regenera parcialmente na ausência do composto. Na presença de água, ambos catalisadores apresentaram queda na conversão, sendo que, na retirada deste composto, o Fe2O3/TiO2 apresentou parcial regeneração, ao passo que, o Fe2O3/B-TL, sofreu desativação irreversível.

Submitted by MARCO AURÉLIO DE OLIVEIRA null (marcoaureliofisicoufu@hotmail.com) on 2017-10-30T20:24:23Z No. of bitstreams: 1 tese Marco final.pdf: 7398841 bytes, checksum: acb7f174226b997e4c4c4192ff05e406 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-11-09T18:32:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_ma_dr_ilha.pdf: 7398841 bytes, checksum: acb7f174226b997e4c4c4192ff05e406 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-09T18:32:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_ma_dr_ilha.pdf: 7398841 bytes, checksum: acb7f174226b997e4c4c4192ff05e406 (MD5) Previous issue date: 2017-08-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O titanato de bário (BaTiO3, BT) é um material ferroelétrico com diversas aplicações, dentro do mercado de componentes eletrônicos, devido às excelentes propriedades físicas que manifesta, em relação a outros sistemas ferroelétricos, continuando a atrair durante várias décadas o interesse científico e comercial. Dentre o grande número de trabalhos sobre o sistema BT reportados na literatura muitos são associados à vasta gama de aplicações para a indústria eletro-eletrônica, dentre as quais se destacam o uso em dispositivos para capacitores, termistores, entre outros. A dopagem do BaTiO3 com íons doadores implica na mudança de algumas propriedades físicas, que conduzem a comportamentos anómalos em determinados parâmetros físicos, cuja natureza ainda não tem sido muito esclarecida, embora muitos trabalhos tenham se empenhado para tentar justificar tais efeitos. Neste contexto, neste trabalho, as propriedades físicas do sistema BaTiO3 serão investigadas considerando a adição de elementos doadores, nos sítios A e B da estrutura. Em particular, os íons de gadolínio (Gd3+) e nióbio (Nb5+) serão usados como modificadores da estrutura perovskita em substituição dos íons de bário (Ba2+) e titânio (Ti4+) nos sítios A e B, respectivamente, considerando as fórmulas químicas Ba1-xGdxTiO3 e BaTi1-x NbxO3 (sendo x = 0.001, 0.002, 0.003, 0.004 e 0.005). As propriedades estruturais e microestruturais foram investigadas à temperatura ambiente, enquanto as propriedades dielétricas e elétricas foram analisadas em uma ampla faixa de temperatura e frequência. Em particular, os efeitos condutivos proporcionados pela dopagem dos íons doadores em diferentes sítios cristalográficos, cujo estudo ainda não foi reportado na literatura, foram cuidadosamente investigados para melhor compreender os fatores que influenciam e determinam as propriedades semicondutoras de tais materiais, visando aprimorar no entendimento a nível microscópico e macroscópico dos fatores que influenciam e originam os mecanismos condutivos nestes materiais, fatores determinantes para uma posterior aplicação na indústria eletroeletrônica. Os materiais foram obtidos a partir do método de Pechini (ou Método dos Precursores Poliméricos), bem conhecido na literatura por ser um método muito eficiente, quando comparado com métodos convencionais para síntese de materiais policristalinos, pois apresenta inúmeras vantagens, tais como a síntese em baixas temperaturas, baixa contaminação, maior controle estequiométrico, alta homogeneização e possibilidade de obtenção de pós em escala nanométrica. / Barium titanate (BaTiO3, BT) is a ferroelectric material with several applications for the electronic components market, due to its excellent physical properties when compared to other ferroelectric systems. So that, BT continues up today attracting the scientific and commercial interest for several decades. Among the large number of papers on the BT system reported in the literature, many are associated with the wide range of applications in the electric and electronic industry, where the use in capacitors, thermistors and other devices stands out. By doping BaTiO3 with donor ions implies in the change of some physical properties leading to abnormal behaviors in certain physical parameters. The nature of these changes is not yet very clear, although many papers have been reported trying to justify such effects. In this context, this work aims the investigation of the physical properties of the BaTiO3 system, considering the addition of donor elements in the A- and B-sites of the structure. In particular, the gadolinium (Gd3+) and niobium (Nb5+) ions will be used as modifiers on the perovskite structure by substitution of barium (Ba+2) and titanium (Ti+4) ions in the A- and B-site, respectively, considering the Ba1-xGdxTiO3 and BaTi1-x NbxO3 ( where x = 0.001, 0.002, 0.003, 0.004 and 0.005). The structural and microstructural properties were investigated at room temperature, while the electrical and dielectric properties were analyzed in a wide range of temperature and frequency. Particularly, the conductive effects provided by the doping with donor ions in different crystallographic sites, whose study has not yet been reported in the literature, were carefully investigated to better understand the factors that influence and determine the semiconductor properties of such materials. The objective is to enhance the understanding of the factors that influence and originate the conductive mechanisms in these materials at the microscopic and macroscopic level, therefore determining factors for a subsequent application in the electronics industry. The materials were obtained from the Pechini method (known as the Polymeric Precursors Method). This method is well known in the literature because it is a very efficient method, when compared with conventional methods for synthesis of polycrystalline materials, because of the numerous advantages it presents, such as the synthesis at low temperatures, low contamination, greater stoichiometric control, high homogenization and possibility of obtaining nanoscale powders.

O objetivo desta dissertação foi estudar a produção de pós de titanato de alumínio - tialita - pelo processo sol-gel associado à aspersão térmica por plasma. Foram investigados 3 tipos de solventes (etilenoglicol, álcool etílico e água) para a obtenção de um pó com características adequadas para a aplicação por aspersão ténnica a plasma. Os pós foram preparados por co-precipitação de sais inorgânicos de titânio e alumínio através da desestabilização das soluções com uma base forte. Os produtos obtidos foram então secos, calcinados em diferentes temperaturas, observando a evolução das fases. Alternativamente, pós pré-calcinados foram submetidos à aspersão térmica a plasma contra um recipiente com água, e contra um substrato de aço baixo carbono, proporcionando um resfriamento rápido. Os pós obtidos foram caracterizados por análises terrnodiferenciais (ATD) e termogravimétricas (ATG), análise granulométrica por difração de laser, análise da evolução de fases em função da temperatura de calcinação (e após aspersão térmica) por difração de raios X, análise da homogeneidade química e morfologia das partículas utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) com o auxílio de espectrômetro de energia dispersiva (EDS). Os resultados mostraram que é possível obter, via sol-gel, matérias-primas adequadas para a formação da fase tialita após calcinação a temperaturas acima de 1300°C ou calcinando-se a cerca de 600°C e aspergindo em chama plásmica. Os diferentes solventes utilizados proporcionaram a produção de pós com diferentes morfologias e graus de homogeneidade química. Os pós apresentaram uma distribuição de titânio e alumínio na mesma partícula, sendo que a utilização de etilenoglicol corno solvente levou à maior homogeneidade. Com menores taxas de aquecimento nas calcinações (150Kfh), em temperaturas entre 800 e 1200°C, ocorre a segregação desses elementos com formação e crescimento de grãos de rutila e coríndon. Já com o rápido aquecimento e resfriamento, característicos da aspersão térmica por chama plásmica, a fase final preponderante é a tialita, tanto com resfriamento em água quanto no resfriamento sobre um substrato. / This work has the purpose of studying the production of a ceramic powder of aluminurn titanate - tialita - by sol-gel process associated with plasma spraying. Three kinds of solvents (ethyleneglicol, ethyl alcohol, and distillated water) were investigated in order to obtain a powder with adequate characteristics to be used as feedstock in plasma spray technique. The powders were made by co-prectpttation of inorganic salts of titanium and aluminurn through destabilization of the solutions using a strong base. The products obtained were dried, calcinated at different temperatures with attention to the phase evolution. Alternately, powders pré-calcinated were submitted to plasma thermal spraying in water and in a low-carbon steel substrate, providing an intense cooling rate. The powders obtained were characterized by differential thermal analysis (DT A) and thermogravimetric analysis (TGA), particle size analysis by laser diffraction, phase evaluation in function of calcinations temperature by X ray diffraction, chemical homogeneity and particle morphology using scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectrometer (EDS). The results showed that is possible obtain, by sol-gel, adequate feedstock to formation of tialita phase after calcinations at temperatures above 1300°C, or calcining at temperatures near 600°C followed by thermal spraying with plasma flame. The different kinds of solvents used, propitiated the production of powders with different morphologies and degrees of chemical homogeneity. With low heating rates in calcinations (150Kih), at temperatures between 800°C and 1200°C, occurs the segregation of aluminum and titaniurn with formation and growing of corundum and rutile phases. Since with fast heating and cooling propitiate by plasma spraying, the preponderant final phase is tialite in the substrate (water or metallic) aspersion.

Orientador: Prof. Dr. Wendel Andrade Alves / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2017. / Os nanocompósitos baseados em biopolímeros mostram-se materiais promissores na construção de dispositivos para aplicações na área biomédica. Dentre estes, o poli(álcool vinílico) vem sendo amplamente empregado em sistemas de curativos inteligentes, uma vez que permite a incorporação de drogas e de proteínas preservando a atividade farmacológica. Neste trabalho, apresentamos a proposta de um material, preparado por eletrofiação, composto pelo poli(álcool viníco) (PVA) parcialmente hidrolisado (matriz polimérica) e de nanotubos de titanato de sódio (NTTi), que possui propriedades bactericidas (fase dispersa). O material foi avaliado à temperatura ambiente nas concentrações de 0% a 10% de NTTi. As propriedades morfológicas e estruturais dos nanocompósitos foram investigadas por diferentes técnicas analíticas, espectroscópicas e microscópicas. Os resultados obtidos mostraram que, os NTTi promoveram variações microestruturais na rede polimérica, impactando no diâmetro médio das fibras (~140-220 nm), na cristalinidade (43 - 50%) e na porosidade (68 - 58%). Como consequência, tais variações foram associadas ao comportamento viscoelástico da matriz. O aumento da concentração de NTTi contribuiu para uma redução nos valores dos módulos de armazenamento (~350 ¿ 220 MPa) e perda (~30 ¿ 25 MPa) o que indica uma melhora na propriedade de tenacidade. Os testes de permeação em células de Franz por 48 horas mostraram que, nos tipos de mantas de PVA (0% e com 5,0% NTTi) avaliadas o processo de permeação da albumina sérica bovina (BSA) se inicia a partir de seis horas de coleta e é mais regular na manta contendo 5,0% de NTTi. / Biopolymers based nanocomposites are promising materials for the construction of devices for biomedical applications. Among these, polyvinyl alcohol has been widely used in intelligent dressing systems, since it allows the incorporation of drugs and proteins preserving the pharmacological activity. In this work, we present the proposal of a material, prepared by electrospinning, composed of partially hydrolyzed polyvinyl alcohol (PVA) (polymer matrix) and sodium titanate nanotubes (NTTi), which has bactericidal (dispersed phase) properties. The electrospun fibrous mats was evaluated at room temperature at concentrations of 0% to 10% NTTi. The morphological and structural properties of the nanocomposites were investigated by analytical, spectroscopic and microscopic techniques. The results showed that the NTTi promoted microstructural variations in the polymer matrix, impacting the mean fiber diameter (~ 140-220 nm), the crystallinity (43 - 50%) and the porosity (68 - 58%). Consequently, such variations were associated with the viscoelastic behavior of the matrix. The increase in NTTi concentration contributed to a reduction in storage modulus values (~ 350 - 220 MPa) and loss (~ 30 - 25 MPa) indicating an improvement in tenacity property. Permeation tests on Franz cells for 48 hours showed that the permeation of bovine serum albumin (BSA) occurs in both PVA mats (0% and 5.0% NTTi), but it is easier the membrane only of PVA.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The goals of the present work consisted in the production of nanoparticles of pure barium titanate and doped with Nd, by means of an unpublished route that uses humic substances as complexing agent of the metalic ions and in the investigation of the influence of the synthesis parameters on the structural properties, on the crystalization of the material and on the luminescent properties of doped samples. Barium titanate (BaTiO 3 ) has potential for application in electro-optical devices, sonars, infrared sensors and multilayer capacitors. Parameters such as concentration, pH and calcination temperature were investigated during production, with the purpose of developing a simple, efficient and low energy cost procedure. The synthesis route proposed in this work was very promising in the production of BaTiO 3 . The samples produced with concentration of 0.5 g/ml presented a single tetragonal phase after calcination at 1200 ºC/5h. The crystallite size was estimated by Scherrer equation at around 28 nm and the particles were spherical, rod and needle shaped. The samples of pH 7 and 10 presented a single phase at 1100 ºC/5h and the samples doped with Neodymium presented a single phase at 1200 ºC/5h and a crystallite size estimated at 22 nm. In addition, the luminescent properties of the doped samples were studied, which were presented in accordance with the neodymium emission bands in the BaTiO 3 matrix. / Os objetivos deste trabalho consistiram na produção de nanopartículas de titanato de bário (BaTiO3 ) puros e dopados com Nd 3+ por meio de uma rota inédita que utiliza as substâncias húmicas como agente complexador dos íons metálicos e na investigação da influência dos parâmetros de síntese sobre as propriedades estruturais, na cristalização do material e nas propriedades luminescentes das amostras dopadas. O titanato de bário (BaTiO 3 ) apresenta potencial para aplicação em dispositivos eletro-ópticos, sonares, sensores de infravermelho e capacitores multicamadas. Parâmetros como pH e temperatura de calcinação foram investigados durante a produção, com o propósito de desenvolver um procedimento simples, eficiente e de baixo custo para a produção do titanato de bário. A rota de síntese proposta neste trabalho mostrou-se bastante promissora na produção do BaTiO 3 . As amostras obtidas com concentração de 0,5 g/ml apresentaram fase única tetragonal após calcinação a 1200 ºC/5h. O tamanho de cristalito foi estimado através da equação de Scherrer em torno de 28 nm e as partículas apresentaram formato esférico, de bastonetes e de agulhas. Já as amostras de pH 7 e 10 apresentaram fase única a 1100 ºC/5h e as amostras dopadas com Neodímio apresentaram fase única em 1200 ºC/5h e tamanho de cristalito estimado em 22 nm. Além disso, foi estudada a propriedade luminescente das amostras dopadas, que se apresentaram em conformidade com as bandas de emissão do neodímio na matriz do BaTiO 3 relatadas na literatura.

Óxidos à base de titânio são estudados por suas diversas aplicações. Dentre eles, compostos com estrutura cristalina de perovskita apresentam propriedades elétricas diferenciadas. Ademais, os recém-descobertos nanotubos derivados de TiO2 por método hidrotérmico têm chamado a atenção dos pesquisadores por sua alta área superficial e fácil obtenção, embora ainda haja controvérsias sobre sua estrutura cristalina e a influência das condições de síntese. Com o desenvolvimento tecnológico, tornou-se fundamental a obtenção de materiais mais puros e com propriedades controladas, o que vem sendo alcançado através de rotas brandas, relacionadas à Química Doce. Simultaneamente, a preocupação ambiental vem influenciando as metodologias sintéticas através das diretrizes da Química Verde. Esta pesquisa visa: 1. caracterização de SrTiO3 obtido por rotas brandas - sal fundido, hidrotérmica, precipitação do sol e combustão. Os produtos foram caracterizados por análise de sorção de N2, DRX e termogravimetria, para a comparação de área superficial (BET), perfil de porosidade (DFT), composição cristalina e cristalinidade, tamanho de partículas e composição química. 2. exploração do sistema de nanotubos derivados de TiO2 pelo método hidrotérmico em NaOH 10 mol.L-1. Foram comparados quatro precursores (TiO2 amorfo, anatase e rutilo obtidos via precipitação de alcóxido, e o comercial P25), dois tempos de reação (24h e 72h), e o efeito de lavagem posterior com HCl. As amostras foram caracterizadas por DRX, área superficial (BET), perfil de porosidade (BJH), MEV e MET, além de espectroscopia Raman e TG e o efeito da temperatura na composição cristalina das amostras. A rota de precipitação do sol produziu SrTiO3 com maior grau de cristalinidade e de impurezas, sendo que sua área superficial diminuiu após tratamento a 400°C. Todos os produtos continham SrCO3, eliminado após 900°C. O método da combustão não formou o titanato. Nanotubos de comprimentos variados foram obtidos de todos os precursores cristalinos, sendo que rutilo não gerou outros tipos de nanoestruturas e os nanotubos mais longos. Além disso, foi o polimorfo que reagiu mais lentamente. O precursor amorfo gerou nanoestruturas semelhantes a nanofios. Foi observado que os nanotubos são compostos de titanatos de sódio lamelares, sendo esses cátions trocados por H+ pela lavagem dos pós com HCl. Essa troca iônica promove a diminuição da região interlamelar e o aumento da área superficial das amostras. / Titanium based oxides are studied for their wide range of applications. Among them, perovskite-like oxides show especial electrical properties. Furthermore, the recently discovered TiO2-derived nanotubes through hydrothermal process have been drawing researchers\' attention for their high surface area and because they can be easily obtained, although their crystal structure and the influence of condition synthesis still being point of controversy. Due to technological advances, the production of property-controlled, composition and phase pure materials has become crucial. These aims have been achieved by the employment of soft routes, related to Soft Chemistry synthesis. Simultaneously, environmental concerns have influenced synthetic methodologies through the Green Chemistry guidelines. This research aims: 1. characterizing of SrTiO3 synthesized by soft routes, namely molten salt synthesis, hydrothermal method, sol-precipitation process and combustion synthesis. The products were characterized by N2 sorption analysis, XRD and thermogravimetry in order to compare their surface area (BET), porous structure (DTF), chemical and crystal phase composition, crystallinity and particle size. 2. exploring the system of nanotubes hydrothermally derived from TiO2 in NaOH 10 mol.L-1. The effects of precursor type (amorphous TiO2, anatase and rutile obtained by alcoxide hydrolysis, and commercial P25), reaction time (24h and 72h), and acid washing treatment were compared. The samples were characterized by XRD, surface area (BET), porous structure (BJH), SEM and TEM, besides Raman spectroscopy, TG and temperature effect on the crystal composition. The sol-precipitation route produced the SrTiO3 sample with higher crystallinity and amount of impurities, while its surface area decreased on 400°C heat-treatment. All products showed SrCO3 presence up to 900°C. Combustion synthesis did not lead to the strontium titanate. Varied-length nanotubes and other nanostructures were obtained from all crystalline precursors, although rutile-derived samples showed only nanotubes, and the longest ones. On the other hand, this precursor reacted more slowly than the others. Amorphous TiO2 produced wire-like nanostructures. It has been observed that nanotubes are composed of lamellar sodium titanate, and that HCl washing promotes Na+ exchange for H+ ions. This ion-exchange leads to a decrease in the interlamellar spacing and an increase in the surface area of the samples.

O aumento da longevidade da população mundial vem acompanhado do aumento da incidência de doenças crônicas. Várias são as doenças que podem acometer esta população e entre estas, a osteoporose, que compromete a resistência e qualidade do tecido ósseo, predispondo a fraturas. Além disso, a osteoporose pode dificultar a reparação óssea. Uma técnica importante e que tem por objetivo a neoformação óssea é a regeneração óssea guiada (ROG), que utiliza uma membrana que atua como uma barreira mecânica, permitindo a criação de um espaço protegido em torno do defeito ósseo. Embora a membrana de politetrafluoretileno (PTFE) seja uma das mais utilizadas na ROG, novas membranas têm sido desenvolvidas dentre elas a membrana obtida pela associação do polímero de poli(vinilideno-trifluoretileno) e da cerâmica de titanato de bário (P(VDF-TrFE)/BT). Estudos in vitro demonstraram resultados favoráveis à membrana de P(VDF-TrFE)/BT. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar in vivo, o efeito da membrana de poli(vinilidenotrifluoretileno)/titanato de bário (P(VDF-TrFE)/BT), e como controle a de PTFE no reparo ósseo em ratas com modelo experimental para a osteoporose. Foram utilizados 30 animais, sendo 5 pertencentes ao grupo controle - Grupo 1 (G1) e 25 que foram ovariectomizados bilateralmente (OVX). Após 150 dias foram confeccionados defeitos ósseos (5 mm) na calvária e os animais OVX foram distribuídos em três grupos com relação à utilização ou não de membranas nos defeitos ósseos: Grupo 2 - nenhum tipo de membrana; Grupo 3 - membrana de PTFE e Grupo 4 - membrana de P(VDF-TrFE)/BT. Após 4 semanas, os animais foram eutanasiados e as calvárias foram coletadas para as análises histológica, histomorfométrica por micro-CT e de expressão gênica por PCR em tempo real. A análise histomorfométrica mostrou que os animais que receberam a membrana de P(VDF-TrFE)/BT apresentaram parâmetros morfométricos semelhantes ou até melhores quando comparados com os animais que receberam a membrana de PTFE. A comparação dos grupos que receberam as membranas mostrou para o grupo P(VDF-TrFE)/BT uma menor expressão para os genes RUNX2, BSP, OPN, OSX e RANKL; uma expressão semelhante para os genes ALP, OC, RANK e CTSK e uma maior expressão dos genes OPG, CALCR e MMP9. Estes resultados evidenciam que a membrana de P(VDF-TrFE)/BT pode ser considerada um biomaterial promissor para a reparação óssea em condições de osteoporose / The worldwide population age is increasing accomplished by chronic disease. The most common disease which involves the population is the osteoporosis. The bone resistance and quality of bone matrix are compromised and the fractures risks are higher. Nonetheless, the osteoporosis can avoid the bone healing. The important technique to achieve the bone neoformation is the Bone Guided Regeneration (BGR), which used a membrane as mechanic barrier to allow the new gap protection around the bone defect. Although the politetrafluoetilene (PTFE) is the most used in BGR, newest membranes have been developed as the polyvinylidene-trifluoroethylene polymer and barium titanate ceramics (P(VDF-TrFE)/BT). In vitro assays showed favorable results to P(VDF-TrFE)/BT membrane. The aim of the study was to evaluate the poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene)/barium titanate (P(VDF-TrFE)/BT) effects, and the PTFE has been used as control on the bone repair in the osteoporosis experimental rats model. It was used 30 animals, 5 on the control group- Group 1 (G1) and 25 were ovariectomized bilaterally (OVX). Bone gaps were done 5mm size on the rats calvaria´s and the (OVX) were housed in three different groups concerned by membranes applied or not at the bone gap. Group 2 no membrane applied; Group 3 PTFE membrane and Group 4 P(VDF-TrFE)/BT membrane. Four weeks later, the animals were euthanized and the calvarias were collected to the histological analysis, histomorphometric assays by micro CT and the gene expression by the real time PCR. The histomorphometric analysis showed that the animals which received P(VDF-TrFE)/BT membrane presented similar morphometric parameters better than PTFE. The P(VDF-TrFE)/BT showed a minor expression to RUNX2, BSP, OPN, OSX e RANKL genes; the similar were to RANK e CTSK and the higher expression were to OPG, CALCR e MMP9. These results evidence that the P(VDF-TrFE)/BT could be used as promising biomaterial to bone healing under osteoporosis

Composições cerâmicas de CaxSr1-xTi1-yFeyO3-&delta;, x = 0, 0,5 e 1,0, y = 0 e 0,35, foram preparadas por meio de síntese reativa de CaCO3, SrCO3, TiO2 e Fe2O3 e pela técnica dos precursores poliméricos. Os pós-cerâmicos foram avaliados por meio de análise térmica (termogravimétrica e térmica diferencial), difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Compactos cerâmicos sinterizados foram analisados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de varredura por sonda e espectroscopia de impedância. A força eletromotriz gerada entre duas faces paralelas de amostras cilíndricas foi monitorada na faixa de temperatura 600 - 1100 oC para pressão parcial de oxigênio de ~50 ppm, utilizando-se uma bomba eletroquímica de oxigênio com transdutores de zircônia estabilizada com ítria. Foram refinadas, por meio de análise de Rietveld as estruturas cristalinas determinadas na análise por difração de raios X: perovskita cúbica (x = 0) e perovskita ortorrômbica (x 0). A condutividade elétrica foi analisada por medidas de espectroscopia de impedância na faixa de freqüências 5 Hz-13 MHz da temperatura ambiente até ~200 C. A deconvolução dos diagramas de impedância [-Z\"() x Z\'()] na faixa de temperaturas 300 < T(K) < 500 mostra dois semicírculos atribuídos às contribuições intragranular (grãos) e intergranular (contornos de grão) à resistividade elétrica. Os compactos sinterizado utilizando pós preparados pela síntese de estado sólido apresentam valores de resistividade intergranular e intragranular maiores que os compactos preparados com pós obtidos pela síntese química. O sinal elétrico (força eletromotriz) gerado sob exposição a oxigênio mostra que esses compostos podem ser utilizados em dispositivos sensores de oxigênio entre 600 e 1100C. Análises topográficas em microscópio de varredura por sonda em superfícies polidas e atacadas termicamente mostram detalhes morfológicos dos grãos, permitindo concluir que compactos sinterizados preparados com pós obtidos pela rota química são menos porosos que os preparados com pós obtidos pela rota convencional de síntese de estado sólido. Estes resultados estão de acordo com os resultados de medidas de espectroscopia de impedância. / CaxSr1-xTi1-yFeyO3-&delta;, x = 0, 0.5 and 1.0, y = 0 and 0.35, ceramic compounds were synthesized by reactive solid state synthesis of CaCO3, SrCO3, TiO2 and Fe2O3, and by the polymeric precursor technique. The ceramic powders were evaluated by thermogravimetry and differential thermal analysis, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Sintered ceramic pellets were analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, scanning probe microscopy and impedance spectroscopy. The electromotive force resulting from the exposing the pellets to partial pressure de oxygen in the ~50 ppm in the 600-1100 oC range was monitored using an experimental setup consisting of an oxygen electrochemical pump with yttria-stabilized zirconia transducer and sensor. Rietveld analysis of the X-ray data allowed for determining the crystalline structures: cubic perovskite (y = 0) and orthorhombic perovskite (y 0). The electrical conductivity was determined by the two probe impedance spectroscopy measurements in the 5 Hz-13 MHz frequency range from room temperature to approximately 200 C. The deconvolution of the [-Z\"() x Z\'()] impedance diagrams in the 300 < T(K) < 500 range shows two semicircles due to intragranular (bulk) and intergranular (grain boundary) contributions to the electrical resistivity. Sintered pellets using powders prepared by the ceramic route present higher inter- and intragranular resistivity values than pellets prepared with chemically synthesized powders. The emf signal under exposure oxygen shows that these compounds may be used in oxygen sensing devices in the 600 - 1100 C range. Scanning probe microscopy topographic analysis of the polished and thermally etched surfaces of the pellets gave details of grain morphology, showing that pellets prepared with powders synthesized by the chemical route are less porous than the ones obtained by the ceramic route. These results are in agreement with the impedance spectroscopy results.

Pós nanocristalinos de Ba1-xCaxTiO3(0&#8804; x &#8804; 0.30) foram sintetizados pela primeira vez por meio do método dos precursores poliméricos modificados, em temperaturas relativamente baixas (500°C). Para a densificação dos corpos cerâmicos duas técnicas distintas foram utilizadas: a sinterização convencional, utilizando um forno elétrico; e a sinterização a laser, na qual um laser de CO2 foi utilizado como principal fonte de calor. Os corpos cerâmicos sinterizados pelas duas técnicas apresentaram um tamanho médio de grãos em torno de 500 nm, porém uma maior densidade relativa foi obtida nas cerâmicas sinterizadas a laser, chegando a 99%, além de boa transparência, &#8764;42% a 940 nm para a amostra com 30 mol% de Ca com espessura de 0.5 mm. Também verificamos por meio de simulação numérica, que a equação de condução de calor na aproximação linear, considerando uma fonte de calor com perfil gaussiano, descreve qualitativamente o comportamento observado durante a sinterização a laser no seu estágio final. Por meio da técnica de espectroscopia de impedância foi feita a caracterização dielétrica dos corpos cerâmicos, nos quais três pontos principais foram estudados: i) o efeito do tamanho de grãos; ii) a influência da concentração de Ca; e iii) a influência do método de sinterização. Com a variação do tamanho do grão foram observadas mudanças na intensidade do pico de transição ferro-paraelétrica, na temperatura de Curie e na permissividade relativa à temperatura ambiente. Para concentrações de Ca até 15 mol%, as cerâmicas apresentaram uma transição de Curie estreita semelhante ao BaTiO3,enquanto que para concentrações maiores, uma transição de fase difusa foi observada. A sinterização a laser resultou em corpos cerâmicos com constante dielétrica 30% maior, e menor perda dielétrica do que as cerâmicas sinterizadas convencionalmente. Finalmente, foi proposto um modelo baseando-se na formação de vacâncias de oxigênio para o aumento da condutividade elétrica com a substituição de Ca. / Ba1-xCaxTiO3 (0 &#8804; x &#8804; 0.30) nanocrystalline powders were successfully synthesized for the first time at relative low temperature (500 °C) by a modified polymeric precursor method. The densification of the ceramics was made by two distinct techniques: conventional sintering using an electric furnace; and by a laser sintering process in which a CO2 laser is used as the main heating source. It was achieved dense ceramics with an average grain size about 500 nm from both techniques. However, the laser sintered ceramics presented a higher relative density (99 %) and a transparency of 42% at 940 nm in the sample with 30 mol% of Ca. By numerical simulation of the thermal conduction equation on the linear approximation case and taking account a thermal source with a gaussian profile, it was possible to describe qualitatively the final stage of the laser sintering process. The dielectric characterization of the ceramic bodies were carried out by the impedance spectroscopy technique and three main effects were studied: i) the grain size effect; ii) the Ca concentration influence; and, iii) the sintering technique influence. Modifying the grain size led to changes in the ferro-paraelectric transition magnitude, on the Curie temperature value and in the relative permittivity at room temperature. For Ca2+ concentrations up to 15 mol% the sintered ceramics presented a sharp Curie transition like BaTiO3,while for higher Ca concentrations a diffuse phase transition was observed. The laser sintered ceramics presented a dielectric constant 30% higher than the conventional sintering and a lower dielectric loss. Finally, we have proposed a model based on the oxygen vacancies formation to explain the conductivity increase with the Ca2+ substitution.