Nanofios semicondutores de óxido metálico apresentam enorme potencial em aplicações de nano-sensoriamento de diferentes gases e substâncias químicas e biológicas, bem como na aplicação a detectores UV-visível. Neste trabalho, desenvolvemos e aperfeiçoamos a síntese de nanofios de ZnO em substratos de safira (001), silício (111) e silício (100) sob diferentes concentrações de oxigênio usando o processo de transporte de vapor-liquido-sólido (VLS). No presente trabalho, investigamos a influência da concentração de oxigênio no crescimento de nanofios de ZnO por Espectroscopia de Fotoluminescência a temperatura variável com a finalidade de estudo da mudança na concentração de defeitos. Apresentamos, ainda, caracterizações elétricas (IxV e Ixt) de nanoestruturas de ZnO sob diferentes pressões com o objetivo de estudar os defeitos envolvidos nos processos de transportes eletrônicos. Por último, propomos o desenvolvimento de micro-contatos através da técnica de microfeixe iônico e através de nanolitografia por feixe de elétrons com a finalidade de aplicações a sensores químicos, gasosos e fotodetectores. / Metal oxide nanowires semiconductors have enormous potential in high-sensitive, fast and selective sensing applications. It may be used to selectively detect different gases, chemical and biological substances and also in UV-visible photodetectors. The described processes involve the synthesis as well as the characterization of ZnO nanowires grown on sapphire (001), silicon (100) e silicon (111) substrates by the Vapor-liquid-solid transport method. In the present work, we describe the influence of oxygen concentration introduced in the growth step measured by photoluminescence at variable temperature to demonstrate the change in defect levels emission (DLE). Furthermore, we have shown electrical characterization (IxV and Ixt) in order to study the ambient effect for transport mechanisms in ZnO nanowires. We also report the development of crucial steps in the fabrication for an upcoming ZnO nanowire sensor device (gas, chemical and photodetector) using lithography techniques such as ion micro-beam and electron beam with the purpose of fabricating metallic micro-pads.

abstract: Zinc oxide (ZnO) has attracted much interest during last decades as a functional material. Furthermore, ZnO is a potential material for transparent conducting oxide material competing with indium tin oxide (ITO), graphene, and carbon nanotube film. It has been known as a conductive material when doped with elements such as indium, gallium and aluminum. The solubility of those dopant elements in ZnO is still debatable; but, it is necessary to find alternative conducting materials when their form is film or nanostructure for display devices. This is a consequence of the ever increasing price of indium. In addition, a new generation solar cell (nanostructured or hybrid photovoltaics) requires compatible materials which are capable of free standing on substrates without seed or buffer layers and have the ability introduce electrons or holes pathway without blocking towards electrodes. The nanostructures for solar cells using inorganic materials such as silicon (Si), titanium oxide (TiO2), and ZnO have been an interesting topic for research in solar cell community in order to overcome the limitation of efficiency for organic solar cells. This dissertation is a study of the rational solution-based synthesis of 1-dimentional ZnO nanomaterial and its solar cell applications. These results have implications in cost effective and uniform nanomanufacturing for the next generation solar cells application by controlling growth condition and by doping transition metal element in solution. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Materials Science and Engineering 2012

abstract: This thesis work mainly examined the stability and reliability issues of amorphous Indium Gallium Zinc Oxide (a-IGZO) thin film transistors under bias-illumination stress. Amorphous hydrogenated silicon has been the dominating material used in thin film transistors as a channel layer. However with the advent of modern high performance display technologies, it is required to have devices with better current carrying capability and better reproducibility. This brings the idea of new material for channel layer of these devices. Researchers have tried poly silicon materials, organic materials and amorphous mixed oxide materials as a replacement to conventional amorphous silicon layer. Due to its low price and easy manufacturing process, amorphous mixed oxide thin film transistors have become a viable option to replace the conventional ones in order to achieve high performance display circuits. But with new materials emerging, comes the challenge of reliability and stability issues associated with it. Performance measurement under bias stress and bias-illumination stress have been reported previously. This work proposes novel post processing low temperature long time annealing in optimum ambient in order to annihilate or reduce the defects and vacancies associated with amorphous material which lead to the instability or even the failure of the devices. Thin film transistors of a-IGZO has been tested for standalone illumination stress and bias-illumination stress before and after annealing. HP 4155B semiconductor parameter analyzer has been used to stress the devices and measure the output characteristics and transfer characteristics of the devices. Extra attention has been given about the effect of forming gas annealing on a-IGZO thin film. a-IGZO thin film deposited on silicon substrate has been tested for resistivity, mobility and carrier concentration before and after annealing in various ambient. Elastic Recoil Detection has been performed on the films to measure the amount of hydrogen atoms present in the film. Moreover, the circuit parameters of the thin film transistors has been extracted to verify the physical phenomenon responsible for the instability and failure of the devices. Parameters like channel resistance, carrier mobility, power factor has been extracted and variation of these parameters has been observed before and after the stress. / Dissertation/Thesis / M.S. Electrical Engineering 2013

Nanofios semicondutores de óxido metálico apresentam enorme potencial em aplicações de nano-sensoriamento de diferentes gases e substâncias químicas e biológicas, bem como na aplicação a detectores UV-visível. Neste trabalho, desenvolvemos e aperfeiçoamos a síntese de nanofios de ZnO em substratos de safira (001), silício (111) e silício (100) sob diferentes concentrações de oxigênio usando o processo de transporte de vapor-liquido-sólido (VLS). No presente trabalho, investigamos a influência da concentração de oxigênio no crescimento de nanofios de ZnO por Espectroscopia de Fotoluminescência a temperatura variável com a finalidade de estudo da mudança na concentração de defeitos. Apresentamos, ainda, caracterizações elétricas (IxV e Ixt) de nanoestruturas de ZnO sob diferentes pressões com o objetivo de estudar os defeitos envolvidos nos processos de transportes eletrônicos. Por último, propomos o desenvolvimento de micro-contatos através da técnica de microfeixe iônico e através de nanolitografia por feixe de elétrons com a finalidade de aplicações a sensores químicos, gasosos e fotodetectores. / Metal oxide nanowires semiconductors have enormous potential in high-sensitive, fast and selective sensing applications. It may be used to selectively detect different gases, chemical and biological substances and also in UV-visible photodetectors. The described processes involve the synthesis as well as the characterization of ZnO nanowires grown on sapphire (001), silicon (100) e silicon (111) substrates by the Vapor-liquid-solid transport method. In the present work, we describe the influence of oxygen concentration introduced in the growth step measured by photoluminescence at variable temperature to demonstrate the change in defect levels emission (DLE). Furthermore, we have shown electrical characterization (IxV and Ixt) in order to study the ambient effect for transport mechanisms in ZnO nanowires. We also report the development of crucial steps in the fabrication for an upcoming ZnO nanowire sensor device (gas, chemical and photodetector) using lithography techniques such as ion micro-beam and electron beam with the purpose of fabricating metallic micro-pads.

Materiais nanoestruturados são caracterizados por terem tamanho de cristalito inferior a 100 nm e apresentarem propriedades diferenciadas em relação aos materiais convencionais. A intensificação da nanotecnologia como uma área de pesquisa vem gerando grandes expectativas na ciência de materiais, tendo em vista a vasta gama de novas propriedades físicas e químicas e as potencialidades tecnológicas decorrentes dos materiais nanoestruturados. O óxido de zinco (ZnO) encontra importantes aplicações tecnológicas em borrachas e tintas industriais. As propriedades químicas e microestruturais desse óxido, por sua vez, dependem do método de síntese empregado. Este trabalho teve como objetivo principal a síntese de óxido de zinco nanoestruturado através do método de combustão em solução e sua caracterização quanto às suas características microestruturais e atividade fotocatalítica. Como combustível utilizou-se o ácido cítrico. Para tanto, foram definidas as razões combustível/oxidante a partir de cálculo termodinâmico.Os produtos da reação de síntese foram caracterizados por difração de raios X (fases cristalinas presentes e tamanho de cristalito por single line), por microscopia eletrônica de varredura (análise morfológica), pelo método Branauer, Emmet e Teller - BET (área superficial), por análises térmicas (perda de massa e endo- ou exotermia sob aquecimento), por análise granulométrica (diâmetro médio do grão);Os resultados obtidos indicam que é possível obter ZnO nanoestruturado via síntese por combustão em solução utilizando ácido cítrico como combustível nas razões combustível/oxidante investigadas. Os produtos da síntese apresentaram características microestruturais e atividade fotocatalítica diferentes em função da quantidade de combustível utilizado no processo de combustão. Verificou-se a discordância do efeito da razão combustível/oxidante observado com o que é relatado na literatura para determinadas características dos produtos de reação.O tratamento térmico dos produtos da síntese influenciou diretamente na atividade catalítica de algumas amostras, conferindo-lhe aumento da cristalinidade. / Nanostructured materials are characterized by a crystallite size below 100 nm and display different properties compared to conventional materials. The intensification of nanotechnology as a research area has generated great expectations in materials science, taking into account the wide range of new physical and chemical properties and technological potential of the resulting nanostructured materials. Zinc oxide has important technological applications in rubber and industrial paints. The chemical properties and microstructure of ZnO powder depends on the synthesis method employed. This work aimed to the synthesis of nanostructured zinc oxide by combustion method and their mircrosctrucutural characterization and photocatalytic activity. As fuel was used the citric acid. To do so, the reasons were defined fuel / oxidizer from thermodynamic calculation.The products of the reaction of synthesis were characterized by diffraction of rays-X (present crystalline phases and size of cristallite by single line), by electronic microscopy of scan (morphological analysis), by the approach Branauer, Emmet and Teller - BET (superficial area), by thermal analyses (weight loss and endo- or exotermia under heating), by granulometric analysis (medium diameter of the grain). The results obtained indicate that is possible obtain ZnO nanostructured by synthesis Combustion in solution utilizing citric acid as fuel in the reasons fuel/oxidized investigated.The products of the synthesis presented characteristics microstructured and activity photocatalytic different in function of the quantity of fuel utilized in the porcedure of combustion. There was the disagreement of the effect of the reason fuel/oxidant observed with what is related in the literature for determined characteristics of the products of reaction.The thermal treatment of the synthesis directly influenced in the catalytic activity of some samples, giving it increased crystallinity.

Um experimento foi realizado com o objetivo de avaliar diferentes alternativas nutricionais no controle de diarréia de leitões. Foram utilizados 128 leitões de uma linhagem comercial, desmamados com idade média de 21 dias, sendo metade de cada sexo. Os leitões foram distribuídos em 32 baias, sendo cada unidade experimental composta por quatro leitões. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com os animais distribuídos em oito tratamentos e quatro repetições de quatro animais (dois machos e duas fêmeas). Tratamentos: T1 - alto calcário, sem óxido de zinco, sem ácido benzóico; T2 - alto calcário, com óxido zinco, sem ácido benzóico; T3 - baixo calcário, sem óxido de zinco, sem ácido benzóico; T4 - baixo calcário, com óxido zinco, sem ácido benzóico; T5 - alto calcário, sem óxido zinco, com ácido benzóico; T6 - alto calcário, com óxido de zinco, com ácido benzóico; T7 - baixo calcário, sem óxido de zinco, com ácido benzóico; T8 - baixo calcário, com óxido de zinco, com ácido benzóico. As dietas foram fornecidas em dois períodos: de 1 a 14 dias pós-desmame (Fase I) e de 15 a 28 dias pós-desmame (Fase II). A partir do 29º dia os animais receberam uma mesma dieta até os 70 dias de idade. As características zootécnicas avaliadas foram: o ganho de peso, o consumo de ração, índice de conversão alimentar e a incidência de diarréia. Além disso, foram avaliadas a altura das vilosidades do duodeno, a profundidade das criptas e a relação altura de vilosidades/profundidade de cripta. Ao final do experimento, foi coletada a tíbia para a avaliação da densidade óssea. O óxido de zinco diminuiu a incidência de diarréia e foi mais eficiente em melhorar o GPMD e o CRMD de 1 a 14 dias pós-desmame. O ácido benzóico associado ao baixo calcário melhorou o GPMD de 15 a 28 dias pós-desmame e teve efeito positivo na morfologia duodenal. A diminuição do nível de calcário não prejudicou a densidade mineral óssea dos animais. / One trial was conducted to evaluate different nutritional alternatives for diarrhea control in weanling piglets. One hundred twenty eight piglets (half male and half female) were weaned with approximately 21 days of age. The piglets were distributed in 32 pens and each one was an experimental unit with four piglets. In a block design, the animals were distributed in eight treatments and four replications with four animals each (two male and two female). Treatments: T1 - high limestone, without zinc oxide and benzoic acid; T2 - high limestone, with zinc oxide and without benzoic acid; T3 - low limestone, without zinc oxide and benzoic acid; T4 - low limestone, with zinc oxide and without benzoic acid; T5 - high limestone, without zinc oxide and with benzoic acid; T6 - high limestone, with zinc oxide and benzoic acid; T7 - low limestone, without zinc oxide and with benzoic acid; T8 - low limestone, with zinc oxide and benzoic acid. The diets were given in two periods: d 1 - 14 postweaning (Phase I) and d 15 - 28 postweaning (Phase II). The animals were fed with common diet from d 29 until 70 days of age. Parameters evaluated were: body weight gain, fed conversion, and diarrhea incidence. In addition, duodenum\'s villus height, crypt depth, and villus height/crypt depth were evaluated. At the end of time trial, tibia was collected for bone density analyze. Zinc oxide reduced diarrhea incidence and improved GDW and DC from d 1 - 14 postweaning. Benzoic acid with low limestone level improved GDW from d 15 - 28 postweaning and duodenal morphology was affected positively. The lower level of limestone did not affect mineral bone density of the animals.

O interesse na preparação de filmes finos de óxidos pelo processo sol-gel aumentou nos últimos anos devido a alta qualidade dos filmes, baixo custo dos precursores orgânicos e grande importância tecnológica. Dependendo das condições de preparação e das espécies dopantes, é possível obter filmes com características diversas: piezelétricos, luminescentes, isolantes, semicondutores ou condutores. Filmes de óxido de zinco (ZnO) podem ser usados na formação de camadas semicondutoras. Além disso, a dopagem deste composto com elementos da família IIIA promove um aumento da condutividade e a dopagem com íons de terras raras origina filmes luminescentes. A literatura sobre filmes de óxido de zinco, contudo, é em sua maior parte descritiva e não há uma compreensão total do processo e mecanismos envolvidos na formação dos filmes. No contexto do presente trabalho, filmes de ZnO:Al e ZnO:Eu foram preparados através do processo sol-gel não-alcóxido. Neste método, sais orgânicos são usados ao invés dos alcóxidos na preparação de sóis orgânicos. Ao contrário do primeiro método, a literatura relacionada à técnica sol-gel a base de acetatos é ainda muito limitada. Portanto, um dos objetivos desta pesquisa é investigar os mecanismos existentes nos estágios iniciais de formação dos filmes. Efeito da temperatura, velocidade de deposição e nível de dopagem foram estudados. Acetato de zinco dihidratado e nitrato de alumínio nonahidratado foram refluxados em etanol a 75°C por um período de tempo dependente da concentração das soluções. Os níveis de dopagem do íon Al3+ foram de 0,8 e 5%. Ácido lático foi adicionado à solução etanólica para promover a hidrólise do acetato de zinco. Os aditivos acetilacetona e dietanolamina foram adicionados aos sóis antes da deposição para melhorar a homogeneidade dos filmes. Os sóis foram transferidos para substratos de vidro através do método de imersão-emersão (dip-coating). A formação de géis foi obtida por evaporação do solvente. Os filmes do óxido inorgânico foram formados por tratamento térmico a 450°C por 1 hora em atmosfera de ar. Ciclos de deposição de uma ou mais camadas, intermediadas ou não por calcinação, foram realizados. Por análise térmica e FTIR observa-se que acetato de zinco funde a 200-250°C e que concomitantemente ZnO:Al começa a ser formado como mostra a banda de estiramento de ZnO de baixa intensidade nos espectros. Não é observada perda de massa após 450°C, o que indica a total decomposição dos precursores orgânicos e na mesma temperatura o estiramento ZnO é intensificado. Medidas feitas com a técnica de microbalança a cristal de quartzo (QCM) evidenciaram a importância da calcinação após cada transferência dos sóis para substratos sólidos. A cinética de evaporação do solvente no estágio pós-deposição também foi verificada com esta técnica. Resultados de difração de raios X (XRD) a partir de amostras de ZnO:Al calcinadas a 450°C após cada transferência de sóis para substratos sólidos mostram cristalinidade com picos de baixa intensidade para os planos (100), (002) e (101). Também foi verificado que a cristalinidade do material aumenta com a temperatura. Micrografias de força atômica (AFM) mostram uma cobertura completa da superfície do substrato e a ausência de craqueamento ou buracos na superfície dos filmes. A presença de dietanolamina nos sóis promove um decréscimo no tamanho médio das partículas de ZnO:Al. Espectros de emissão nas regiões do UV e visível mostram a emissão verde característica de ZnO atribuída a centros de defeito auto-ativados. Filmes de ZnO:Al apresentam transmitância superior a 80% na região do visível mas a energia do band gap é maior do que a esperada. Os picos de emissão vermelha dos íons Eu3+ são observados nos espectros dos precursores orgânicos. Ao contrário, somente o pico em 615 nm é notado nos espectros das amostras calcinadas devido ao efeito de supressão pela matriz de ZnO. / The interest in the preparation of thin films by the sol-gel process has increased in last years due to the high quality of the films, low cost of the organic precursors and the great technological importance. Depending on the preparation conditions and dopant species, it is possible to obtain films with piezelectric, luminescent, isolating, conductive and semiconductive features. Zinc oxide (ZnO) films be used to form semiconductive layers. Further, by doping with elements of the family IIIA the conductivity can be tuned and with the rare earths doping fluorescent films can be obtained. The literature on doped zinc oxide films however is mostly descriptive and there is not a complete understanding of the process and mechanisms involved in the film formation. In the context of the present work ZnO:Al and ZnO:Eu films were prepared through the non-alcoxide sol-gel process. In this method, organic salts instead of alcoxides are used for the organic sol preparation. Conversely to the latter method, the literature concerning the sol-gel technique through acetates is very limited yet. Therefore, one of the aims of this research is to further investigate the chemical mechanisms that play a role in the initial stages of film formation. Conditions like temperature, withdrawal speed and doping level were studied. Zinc acetate dihydrate and aluminium nitrate nonahydrate were mixed in an ethanolic solution that was refluxed at 75ºC for a period of time dependent of the concentration of the solutions. The aluminium doping levels were 0.8 and 5%. Lactic acid was added to the ethanolic solution to promote the zinc acetate hydrolysis. The additives acetylacetone and diethanolamine were added to the sols prior to deposition to improve the film homogeneity. The formed sols were transferred to previous cleaned and hydrophilized glass substrates by the dip-coating method. The gel formation was obtained by solvent evaporation. The inorganic oxide films were formed by heat treatment in a furnace at 450°C for 1 hour in air. Single and multiple coating cycles, followed or not by calcination, were performed. Thermal (TA) and infrared (FTIR) analyses of the dried sols were performed in order to follow the chemical modifications that occur during the oxide formation. It is seen that zinc acetate melts at 200-250ºC and at the same time ZnO:Al begins to be formed as confirmed by the low intensity Zn-O stretch band in the spectra. No weight loss is seen after 450ºC indicating the completion of the decomposition of the organic precursors and at the same temperature the Zn-O stretch is intensified. Measurements performed with the quartz crystal microbalance (QCM) evidenced the importance of calcination after each transfer of the sols to solid substrates. The kinetics of solvent evaporation in the post-deposition stage was also verified with this technique. X-ray diffraction (XRD) results from ZnO:Al samples fired at 450ºC after each transfer of the sols to solid substrates show cristalinity with low intensity peaks for the (100), (002) and (001) planes. It was also verified that crystallinity of the material increases with temperature. Atomic force (AFM) micrographies show that no cracks or voids are present on the film surface and a complete coverage of the surface is obtained. The presence of diethanolamine in the sols promotes a decrease in the mean particle size of the ZnO:Al. UV and visible emission spectra show the characteristic green emission of ZnO due to the self-activated defect centers. The ZnO:Al films present transmittance values above 80% in the visible region but the band gap energy is larger than expected. The red emission peaks of the Eu3+ ion are observed in the spectra of the organic precursor sols. Conversely, only the emission peak at 615 nm (5D0 -> 7F2) is seen in the spectra of the calcined samples due to the quenching of the ZnO host.

Nos últimos anos no Brasil, instituições como o Instituto Nacional de Câncer José Alencar Gomes da Silva e o Ministério da Saúde, reportaram o aumento de casos de câncer de pele. O câncer de pele é uma das doenças mais comuns a nível mundial e pode estar relacionado à exposição à radiação ultravioleta (UV). O objetivo do presente trabalho foi realizar a funcionalização de tecidos sarja 100% algodão com nanopartículas (NPs) de óxido de zinco (ZnO), as quais possuem propriedades para aplicação como protetor solar, melhorando desta forma as características de proteção à radiação UV do algodão. As NPs de ZnO foram sintetizadas pelo processo de precipitação, empregando nitrato de zinco hexahidratado (Zn(NO3)2.6H2O) e hidróxido de sódio (NaOH). A síntese in situ das NPs de ZnO sobre os tecidos foi realizada por meio do processo de esgotamento, usando o equipamento de tingimento têxtil HT (High Temperature). Para este processo foram utilizadas diferentes concentrações de Zn(NO3)2.6H2O (2, 5, 8 e 10% sobre a massa do tecido) e NaOH (0,7; 1,6; 2,5 e 3,0 g/L), respectivamente. A avaliação do fator de proteção UV (FPU) e os testes de resistência à lavagem dos tecidos foram realizados segundo normas as AATCC 183:2004 e AATCC 61:1996, respectivamente. Foram promovidas também aplicações de resinas têxteis comerciais sobre os tecidos funcionalizados e determinação das propriedades físicas. Além disso, foram realizadas caracterizações de vibração molecular, estruturais e morfológicas das NPs de ZnO e para os tecidos funcionalizados foram efetuadas caracterizações estruturais, morfológicas e térmicas. Os resultados mostraram que tanto as NPs de ZnO como as sintetizadas in situ sobre os tecidos apresentaram estrutura cristalina hexagonal wurtzite. As NPs de ZnO mostraram uma morfologia de estrela com pontas muito protuberantes enquanto que as NPs sintetizadas no tecido apresentaram morfologia similar, mas com pontas pequenas. Para todas as concentrações de nitrato de zinco estudadas, antes e após as 20 lavagens, o FPU dos tecidos funcionalizados com NPs de ZnO tiveram categoria de proteção UV entre boa e excelente / In Brazil, institutions such as the José Alencar Gomes da Silva National Cancer Institute (INCA) and the Brazilian Ministry of Health reported increase and appearance of new types of cancer in recent years. Skin cancer is the most common type of disease worldwide and generally might be related to the exposure of the skin to ultraviolet (UV) radiation generated by the sun. The objective of this work was to perform the functionalization of 100% cotton woven fabrics with zinc oxide (ZnO) nanoparticles (NPs), which has interesting properties for applications as solar protector, thus improving the protection characteristics of cotton against UV radiation. ZnO NPs were synthesized by the precipitation process using zinc nitrate hexahydrate (Zn(NO3)2.6H2O) and sodium hydroxide (NaOH). In situ synthesis of ZnO NPs onto the fabric was carried out via exhaust dyeing method, using the textile High Temperature (HT) dyeing machine. For this process, different concentrations of Zn(NO3)2.6H2O (2, 5, 8 and 10% on the weight of fabric) and NaOH (0.7, 1.6, 2.5 and 3.0 g/L) were used. The evaluation of UV protection factor (UPF) and wash durability tests were performed according to AATCC 183:2004 and AATCC 61:1996 standards, respectively. Commercial textile resins applications onto functionalized fabrics and determination of physical properties were also performed. In addition, molecular, structural and morphological characterizations of ZnO NPs were carried out and structural, morphological and thermal analyzes were performed for functionalized fabric. The results showed that both ZnO NPs and those in situ synthesized onto the fabric, exhibited wurtzite hexagonal crystalline structure. The ZnO NPs displayed a star-like morphology with very pronounce tips, while the NPs onto the fabric had a similar morphology but with small tips. For all concentrations of zinc nitrate studied, before and after 20 cycles washing, the UPF of cotton fabrics functionalized with ZnO NPs had an UV-protection category between good to excellent

O aumento da vida útil de pneus tem sido uma incessante busca de seus fabricantes. Aumentar a vida de um pneu não significa somente prolongar sua vida, mas também manter estáveis as características e propriedades, para as quais os compostos foram projetados. Para manter estáveis as propriedades e características dos compostos, deve-se ter a estabilidade das ligações cruzadas formadas durante a vulcanização do pneu. Em condições normais de uso, os principais causadores da degradação das ligações cruzadas em compostos de pneus são os ataques térmicos e oxidativos. O objetivo deste trabalho é avaliar a estabilidade de um composto de borracha natural frente às solicitações térmica e oxidativa das ligações cruzadas formadas sob diferentes condições de vulcanização e sistemas vulcanizantes. Foram elaboradas cinco formulações baseadas em borracha natural do tipo RSS-3 e com variações na dosagem de enxofre e óxido de zinco, utilizando sistemas de vulcanização convencional e eficiente. Todos os compostos foram vulcanizados em duas condições, 170°C e 140°C. Os compostos vulcanizados foram avaliados em ensaios físicos e químicos, incluindo medições de módulos de armazenamento e de perda, tensão e alongamentos à ruptura, resistência à laceração, densidade de ligações cruzadas e cinética de vulcanização nas condições novo (original) e envelhecidos na presença e na ausência de oxigênio. Os resultados obtidos permitem afirmar que a utilização de oxido de zinco de alta área superficial e de sistemas de vulcanização eficientes tornam este tipo de composto mais resistentes ao envelhecimento térmico e oxidativo. / The increment of the service life of tires has been a constant challenge for their manufacturers. Increasing the life of a tire does not mean only prolong his life, but also maintain its characteristics and properties stable, whatever the compounds were designed for. To keep stable the properties and characteristics of the compounds, we must have the stability of the crosslinks formed during the vulcanization of the tire. In normal use, the main causes of the degradation of the crosslinks are due to the thermal and oxidative attacks. The objective of this study is to evaluate the thermal and oxidative stability of the crosslinks formed under different conditions and curing systems in a compound with natural rubber. Five formulations were prepared based on the natural rubber RSS-3 and variations in the dosage of sulfur and zinc oxide, as well as the type of the vulcanization system, conventional or efficient, were introduced. All compounds were cured in two conditions, 170°C and 140°C. The vulcanized compounds were evaluated by physical and chemical tests, including measurements of the storage and loss moduli, tension and stretching to break, tear resistance, crosslinking density and kinetics of curing. The performance of the compounds was evaluated under three conditions, namely new (original) and after aging in the presence and in the absence of oxygen. The results allowed us to conclude that the use of zinc oxide of high surface area and the efficient vulcanization systems are more resistant to thermal and oxidative aging.

O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um novo material nanocompósito com propriedades biocidas, alta porosidade e alta permeabilidade ao ar, possibilitando sua aplicação na área biomédica. Neste trabalho, foram desenvolvidas membranas compósitas de poliuretano termoplástico (TPU) contendo prata (Ag) e óxido de zinco (ZnO), a partir da evaporação de soluções durante o processo de eletrofiação. Mediu-se as propriedades de viscosidade e de condutividade elétrica das soluções preparadas para eletrofiação. Avaliou-se a modificação da morfologia do material pelo uso de vários solventes em diferentes concentrações. Uma morfologia mais uniforme das membranas contendo fibras eletrofiadas foi obtida com o sistema de solventes tetra-hidrofurano (THF) e dimetilformamida (DMF), na proporção de 50:50. A avaliação da morfologia e da distribuição da fase dispersa inorgânica nas membranas foi efetuada utilizando-se microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), e a formação de fibras com diâmetros na faixa de 250 a 800 nanômetros foi observada. As fases dispersas apresentaram-se distribuídas na membrana, sem a presença de regiões de aglomeração. A presença de prata ou de óxido de zinco nas membranas eletrofiadas foi confirmada através da espectroscopia de energia dispersiva de raios- X (EDS) e por difratometria de raios-X. As propriedades bactericidas das membranas compósitas de TPU/ZnO e TPU/Ag foram avaliadas e estabelecidas em testes com as bactérias S. aureus e K. pneumoniae. O teste de citotoxicidade das membranas de TPU foi executado e numa avaliação inicial foi observada a sua biocompatibilidade. / The aim of this study is to develop nanostructured polyurethane composite membranes which have antibacterial properties, high porosity and high air permeability, suitable for medical applications. Membranes of thermoplastic polyurethane (TPU) having silver and zinc oxide particles as additives were prepared by electrospinning. The impact of the solvents nature on the electrospinning process was studied. The best results were obtained using a mixture of tetrahydrofuran (THF) and dimethylformamide (DMF), at 50:50 ratio. Viscosity and electrical conductivity of the solutions were measured. Morphology of the membranes formed by the fibers was verified using optical microscopy and scanning electron microscopy, and fibers presenting diameters from 250 to 800 nanometers were observed. The presence of silver and zinc oxide particles in the membranes was confirmed using energy dispersive X-ray spectrometry and wide angle X-ray diffractometry. Antibacterial properties of the membranes were evaluated by testing its activity against suspensions of S. aureus and K. pneumoniae. Additionally, cytotoxicity tests were performed for initial evaluation of the biocompatibility of the TPU membranes having silver as additive.