Na presente Tese, vamos desenvolver teorias para eletrólitos próximos de interfaces e para suspensões coloidais carregadas. No caso de interfaces, a nova teoria permite-nos calcular quantitativamente tensões e potenciais superficiais, e perfis de densidade para ambas interfaces água-ar e água-óleo. Para suspensões coloidais hidrofóbicas, a teoria permite-nos calcular as concentrações críticas de coagulação (CCC) para várias soluções eletrolíticas. Os resultados teóricos estão em excelente acordo com dados experimentais. A interação iônica com interfaces é relacionada com a classificação dos íons em caotrópicos e cosmotrópicos. A teoria, portanto, traz novo enfoque a série de Hofmeister que governa a estabilidade de soluções proteicas. Em suspensões coloidais, estudamos também o papel das correlações eletrostáticas na distribuição de íons multivalentes próximos da superfície coloidal. Uma nova teoria é introduzida que nos permite incluir as correlações interiônicas como uma nova condição de contorno renormalizada para a equação de Poisson-Boltzmann. Os perfis de densidade calculados são comparados com simulações de Monte Carlo, demonstrando uma boa concordância. Finalmente, exploramos o papel da polarizabilidade coloidal na distribuição iônica. Encontramos que a polarizabilidade causa a repulsão superficial dos contraíons e pode afetar a mobilidade eletroforética de partículas coloidais. / In the present Thesis we will develop theories for electrolytes near interfaces and for charge stabilized colloidal suspensions. In the case of interfaces the new theory allows us to quantitatively calculate surface tensions, surface potentials, and the ionic density profiles both for the water-air and the water-oil interfaces. For the hydrophobic colloidal suspensions, the theory allows us to calculate the critical coagulation concentrations (CCC) for various electrolyte solutions. The theoretical results are found to be in excellent agreement with the experimental data. The ionic interaction with the interfaces is found to be related to the classification of ions into chatropes and kosmotropes. The theory, therefore, sheds new light on the Hofmeister series which governs the stability of protein solutions. For colloidal suspensions, we also study the role of electrostatic correlations on the distribution of multivalent ions near the colloidal surface. A new theory is introduced which allows us to include the interionic correlations as a renormalized boundary condition for the Poisson-Boltzmann equation. The calculated ionic density profiles are then compared with the Monte Carlo simulations, showing a good agreement. Finally, we explore the role of colloidal polarizability on the ionic distribution. We find that polarizability causes the counterion repulsion from the surface and can affect the electrophoretic mobility of colloidal particles.

OLIVEIRA, Lorena Almeida. Caracterização estrutural e atividade antitumoral de polissacarídeo extraído do fruto de Morinda citrifolia Linn (Noni). 2014. 85 f. Dissertação (Mestrado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-10-11T16:45:52Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_laoliveira.pdf: 1742961 bytes, checksum: 150d926afa1dcc028017080ebb11f779 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-10-11T23:51:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_laoliveira.pdf: 1742961 bytes, checksum: 150d926afa1dcc028017080ebb11f779 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-11T23:51:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_laoliveira.pdf: 1742961 bytes, checksum: 150d926afa1dcc028017080ebb11f779 (MD5) Previous issue date: 2014 / Currently, cancer is a global public health problem. As an alternative therapy, many natural products have been evaluated for selection of active and with less undesirable effects capable of reducing malignant tumors more efficiently compounds. Morinda citrifolia, commonly known as noni, is a species native to Southeast Asia and Australia that has been popularly used for many therapeutic and nutritional purposes. The polysaccharide extracted from the pulp of Morinda citrifolia Linn fruits (Noni-ppt 1) was purified by reprecipitation in ethanol, yielding the subfractions: Noni-ppt 3 and Noni-ppt 5. The objective of this study was to investigate the antitumor activity in vitro and in vivo of Noni-ppt and carry out their physico-chemical characterization by high performance liquid chromatography (HPLC), gas chromatography (GC), fourier transform infrared spectrometry (FTIR), gel permeation chromatography (GPC), thermal gravimetric analysis (TGA), elemental analysis and 13C nuclear magnetic resonance (NMR). The in vitro cytotoxic activity of the three fractions of Noni-ppt (50 μg/mL) was evaluated on three tumor cell lines (HCT-116, SF-295 and OVCAR -8) by colorimetric method bromide 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT). The in vivo antitumor effect of Noni-ppt 3 was analyzed in mice with tumor Sarcoma 180 at doses of 25 and 50 mg/kg/day orally and intraperitoneally. The physico-chemical analyzes showed that Noni-ppt consists of protein (12.1-13.7%), uronic acids (44.2-58.8%) and of total carbohydrates (65.4-71.3%). The monosaccharide composition analysis showed that Noni-ppt is a heteropolysaccharide composed predominantly of rhamnose, arabinose, galactose and galacturonic acid. The Noni-ppt samples showed no direct cytotoxic activity against tumor cells in vitro. Moreover, the treatment with Noni-ppt 3 did not show any inhibition of tumor growth in mice inoculated with Sarcoma 180 cells. / O câncer tem se configurado como um grande problema de saúde pública mundial. Como alternativa terapêutica, muitos produtos naturais têm sido avaliados para seleção de compostos ativos com menos efeitos indesejáveis e capazes de reduzir tumores malignos de modo mais eficiente. Morinda citrifolia, conhecida popularmente como noni, é uma espécie nativa do sudeste asiático e da Austrália que tem sido utilizada popularmente para diversos fins terapêuticos e nutricionais. O polissacarídeo extraído da polpa do fruto de Morinda citrifolia Linn (Noni-ppt 1) foi purificado por reprecipitação em álcool etílico, originando as subfrações: Noni-ppt 3 e Noni-ppt 5. O objetivo do presente trabalho foi investigar a atividade antitumoral in vitro e in vivo do Noni-ppt, bem como realizar sua caracterização físico-química utilizando técnicas de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), espectroscopia de infravermelho (FT-IR), cromatografia de permeação em gel (GPC), análise termogravimétrica (TGA), análise elementar de nitrogênio e ressonância magnética nuclear de 13C (RMN). A atividade citotóxica in vitro das três frações de Noni-ppt (50 μg/mL) foi avaliada sobre três linhagens de células tumorais (HCT-116; SF-295 e OVCAR-8) por meio do método colorimétrico brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolio (MTT). O efeito antitumoral in vivo do Noni-ppt 3 foi analisado em camundongos com tumor Sarcoma 180 nas doses de 25 e 50 mg/Kg/dia por via oral e intraperitoneal. As análises físico-químicas demonstraram que o Noni-ppt é composto por 12,1-13,7% de proteínas, 44,2-58,8% de ácidos urônicos e 65,4-71,3% de carboidratos totais. A análise da composição monossacarídica demonstrou que o Noni-ppt é um heteropolissacarídeo constituído, predominantemente, por ramnose, arabinose, galactose e ácido galacturônico. Os resultados da avaliação da atividade antitumoral in vitro demonstraram que as amostras de Noni-ppt 1, 3 e 5 não apresentam nenhuma atividade citotóxica direta sobre as células tumorais na concentração testada. Além disso, não foi observada qualquer inibição do tumor nos camundongos inoculados com as células tumorais.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-05T16:57:54Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1128948 bytes, checksum: f6d57752f120bb8812a4b64224c9b163 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-05T16:57:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1128948 bytes, checksum: f6d57752f120bb8812a4b64224c9b163 (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os copolímeros tribloco do tipo (EO)n-(PO)m-(EO)n são compostos anfifílicos que em solução aquosa têm a capacidade de se agregarem em uma determinada concentração (cmc) ou temperatura (cmt) em condições termodinâmicas específicas. Tanto a cmc como a cmt dos copolímeros tribloco tem sido intensamente estudadas na presença de diversos aditivos, mas na atualidade estes parâmetros têm sido avaliados em novos sistemas como são os líquidos iônicos. A despeito do amplo número de cátions e ânions que podem formar líquidos iônicos, ainda são escassos os dados que permitem compreender como eles interagem com os copolímeros. Desta forma neste trabalho foi realizado um estudo termodinâmico e espectroscópico para avaliar o efeito dos líquidos iônicos imidazólicos [bmim][Cl] e [bmim][Br] e o eletrólito cloreto de sódio sobre a agregação do copolímero P123. Para as medidas da cmc foi utilizada espectroscopia de fluorescência tendo como sonda molecular o pireno e para as determinações da cmt foi utilizado um nanocalorímetro diferencial de varredura. Os resultados mostraram que o [bmim][Cl] aumenta 10,3 vezes o valor da cmc em relação ao valor obtido em solução aquosa, enquanto que a cmt para o processo de agregação sofreu uma diminuição de 10,1°C para toda a faixa de concentração utilizada de [bmim][Cl] (0- 2,8% (mol/mol)). Concluiu-se que o aumento da cmc é devido a uma maior solubilidade do copolímero devido à interação do bmim + com o segmento de PPO levando a um menor gasto de energia para formar os agregados de P123. / The (EO) n -(PO) m -(EO) n triblock copolymers are amphiphilic compounds which in aqueous solution have the ability to aggregate in a concentration (cmc) or temperature (cmt) at specific thermodynamic conditions. Both the cmc and cmt have been extensively studied in the presence of various additives and these parameters have been evaluated in new systems constituted, for example, by ionic liquids. Despite the large number of cations and anions that can form ionic liquids, there are few data that allow us to understand how they interact with the copolymers. Thus, in this work was carried out a thermodynamic and spectroscopic study to evaluate the imidazole ionic liquids ([bmim][CI] and [bmim][Br]) and sodium chloride electrolyte effect on the P123 copolymer aggregation. The cmc values were obtained by fluorescence spectroscopy using pyrene as molecular probe and cmt values were determine by using a differential scanning nanocalorimeter. The results showed that the [bmim][CI] increases 10.3 times the cmc compared with the value obtained in aqueous solution, and the cmt to the aggregation process has decreased by 10.1 ° C in the [bmim][Cl] concentration range studied (0-2,8% (mol/mol)). It was concluded that the cmc is increased due to a copolymer solubility increase resulting from the interaction between the cation bmim + and PPO segment leading to a lower energetic cost to P123 to form aggregates.

No presente trabalho, investigamos os efeitos de correlações eletrostáticas no cálculo de propriedades termodinâmicas em suspensões coloidais carregadas. Esse estudo tem por objetivo estabelecer as causas dos desvios observados no cálculo das compressibilidades osmóticas quando obtidos pela teoria de flutuações e pela equação de estado do modelo de Jellium renormalizado. Os efeitos das correlações iônicas são analisados no contexto da teoria de funcionais de densidade e da teoria de equações integrais no modelo primitivo. Nossos resultados indicam que as discrepâncias podem estar associadas a efeitos de correlações iônicas ausentes na teoria de campo médio. / In the present work we investigate the effects of electrostatic correlations on the calculation of thermodynamic properties in charged colloidal suspensions. This study has the objective of establishing the causes of the observed deviations in the calculation of the osmotic compressibility obtained by the fluctuation theory and by the equation of state from the renormalized Jellium model. The effects of the ionic correlations are analyzed under the context of the density functional theory and of the integral equations theory in the primitive model. Our results indicate that the discrepancies may be associated to ionic correlation effects absent in the mean field level.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2501.pdf: 3651084 bytes, checksum: e631fbf5e9aedc0b2387ca42bf123399 (MD5) Previous issue date: 2008-11-28 / Dow Brasil S/A / Nonaqueous synthesis routes to obtain metal oxide nanoparticles are a valuable alternative to the aqueous sol-gel processes, offering advantages such as high crystallinity at low temperatures and ability to control the crystal growth without the use of surfactants. In this work the synthesis of metal oxide species, such as SnO2, ZrO2, In2O3:Sn (ITO) and SnO2:Sb (ATO), is presented by a surfactant-free method, within some reaction system such as metal halides benzyl alcohol, metal alkoxides benzyl alcohol and metal acetylcetonates benzyl alcohol showing the versatility of this approach. The characterization of the products by XRD and HRTEM confirms the desired characteristics promised by the synthesis method. / As rotas sintéticas não aquosas que visam obter nanopartículas de óxidos metálicos são uma alternativa valiosa para o conhecido processo sol-gel, oferecendo vantagens como alta cristalinidade a baixas temperaturas, além de possibilitar o controle do crescimento dos cristais sem a adição de surfactantes. No presente trabalho a síntese de óxidos metálicos tais como SnO2, ZrO2, In2O3:Sn (ITO) e SnO2:Sb (ATO) é apresentado por um método de síntese isento de surfactantes, e dentro de alguns sistemas reacionais utilizados como haletos metálico álcool benzílico, alcóxidos metálico álcool benzílico e acetilacetonatos metálicos álcool benzílico que mostram a versatilidade deste método de síntese. A caracterização dos produtos obtidos por XRD e por HRTEM confirma as características desejadas asseguradas pelo método de síntese.

Os propósitos deste trabalho foram o estudo do processo de agregação em água dos surfatantes brometo de cetildi metiletilamônio, brometo de dilaurildimetilamônio e cloreto de metildodecilbenziltrimetilamônio, como também, do efeito catalítico destes surfatantes na decomposição do éster p-nitrofenildifenilfosfato em meio básico. O éster de fosfato é um inibidor da acetilcolinesterose e é comumente empregado como modelo de gases que atuam sobre o sistema nervoso. O processo de agregação foi estudado principalmente com técnicas de tensiometria. A concentração micelar crítica (CMC) dos surfatantes foi determinada a 25°, 32° e 40°C e os parâmetros de micelização tais como a energia livre padrão de micelização, ΔGºm' a entalpia de micelização, ΔHºm' e a entropia de micelização, ΔSºm' foram calculados. Os surfatantes brometo de cetildimetiletilamônio, brometo de dilaurildimetilamônio e cloreto de metildodecilbenziltrimetil amônio apresentaram, respectivamente, os seguintes valores de CMC, ΔGºm' ΔH°m e ΔS°ma 25°C: 9,05x10 -4 M, -4,14kcal/mol -1,37 kcal/mol, 9,33 u.e.; 4,93x10 -5 M, -5,87 kcal/mol,-1,12 kcal/mol, 16,0 u.e.; 1,12x10 -2 M, -2,66 kcal/mol, -0,820 kcal/mol, 6,17 u.e. O valor mais negativo de 6Gom para obro meto de dilaurildimetilamônio indica que a formação de mice las deste surfatante, com duas caudas, é um processo mais favorável em relação a formação de micelas dos demais surfatantes, com somente uma cadeia hidrofóbica. A hidrólise do p-nitrofenildifenilfosfato (NIDIF) foi estudada principalmente a 15, 25 e 35°C e algumas vezes a 20 e 30°C em soluções aquosas contendo NaOH e micelas dos três tensoativos. Técnicas de espectrofotometria foram usadas para medir as ~onstantes de velocidade de pseudo-primel ra ordem (k~) e de segunda ordem (k 2). Também foram determi nados parâmetros de ativação como a energia de ativação, Ea' a energia livre de ativação, ΔG#, a entalpia de ativação, 6H*, e a entropia de ativação ΔS#: A concentração de NaOH va riou entre 0,0005M e 0,010M. Alguns valores típicos de k~ obtidos a 25°C em soluções 0,005M de NaOH para os surfatantes brometo de cetildimetilamônio, brometo de dilaurildimetilamônio e cloreto de metildodecilbenziltrimetilamônio são os seguintes: 3,60xl0 -2 s -1( 0,6xl0 -3 M) , 5,70xl0 -2 s -1( 1,80 x 10 -3 M) , 4,7x10 -2 s -1 (4,Ox10 -3 M); 7,5x10 -2 s -1 (0,6x10 -3 M) ,8,8 x 10 -2 s -1 (1,Ox10 -3 M) , 5,lx10 -2 s -1( 4,Oxl0 -3 M) ; 3,5xl0 -3 s -1( 0,4 x10 -2 M), 4,7x10 -3 s -1 (1,2,xl0 -2 M), 2,4x10 -3 s -1( 4x10 -3M). Todos os perfis de velocidade apresentaram um máximo em função da concentração de tensoativo, o que é concordante com a catálise micelar de reações bimoleculares. Os fatores catalíticos máximos foram de, aproximadamente, 80 vezes para o surfatante brometo de cetildimetiletilamônio, 120, para o brometo de dilaurildimetilamônio e 60, para o cloreto de me tildodecilbenziltriemtilamônio. A energia livre de ativação e a entropia de ativação em soluções 0,005M de NaOH na ausência de tensoativo foram iguais a 22,33 kcal/mol e - 29,7 u.e., respectivamente. Na presença de tensoativo, a energia livre de ativação diminui de, aproximadamente, 3 kcal/mol en quanto que os valores de entropia de ativação tornam-se mais negativos, em média, de 7 u.e. Os resultados experimentais indicam que micelas dos surfatantes estudados aceleram a de composição do éster de fosfato p-nitrofenildifenilfosfato em meio aquoso e são catalisadores muito bons. Os resultados experimentais foram analisados em termos de modelos atuais de catálise micelar. / The purpose of this work was the study of the aggregation process of the surfactants cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), dilauryldimethylammonium bromide and methyldodecylbenzyltrimethylammonium chIar ide in water and their catalytic effect on the basic hydrolysis of p-nitrophenyldiphenyl phosphate. This phosphate ester is an acetylcholinesterase inhibitor and is commonly used as a model for nerve gases and pesticides. The aggregation process was studied mainly by surface tension techniques. The criticaI micellar concentration (CMC) of the surfactants was measured at 25°, 32°C and 40°C and thermodynamic parameters such as the standard free energy of micellization, ΔGºm, enthalpy ΔHºm, and entropy of micellization, ΔS°m, were de termi ned. The corresponding values of CMC, ΔGºm, ΔHºm and ΔSºm obtained for the three surfactants were: for cetyldimethylammonium bromide, 9. 05x 1 0-4M, -4.15 kcal/mol, -1.37 kcal/mol, 9.33 eu; for dilauryldimethylammonium bromide, 4.93x10 -5 M, -5.87kcal/ mal, -1.12 kcal/mol, 16.0 eu; and for methyldodecylbenzyltrimethylammonium chloridej 1.12x10 -2 M, -2.66kcal/mol, -0.82 kcal/mol and 6.17 eu, respectively. The more negative value of 6Gom for the twin-tail surfactant dilauryldimethylammonium bromide indicates that the formation of micelles by this surfactant is more favorable than that of the single-tail surfactants. The hydrolysis of p-nitrophenyldiphenyl phosphate (NIDIF) was studied mainly at 15°, 25° and 35°C and at times at 20° and 30°C in aqueous solutions containing NaOH and micelles of the three surfactants. Pseudo first order (ko/) and second order (k 2 ) rate constants were measured using spectrophotometric techniques. Activation parameters such as the activation energy E , the free energy, ΔG#, enthalpy, a ΔH#, and entropy of activation, ΔS#, were also determined. The concentration of NaOH varied from 0.0005M and 0.0100M. Some typical values obtained for ko/ in 0.0050M solutions of NaOH at 25°C at different concentrations of three surfactants were as follows: cetydimethylammonium bromide, 3.60x10-2sec-1 ( 0.60x10 -3 M surfactant), 5.70x10 -2 sec -1( 1.80x10 -3 M) , 4,70 x 10-2sec- 1(4.00X10- 3M); dilauryldimethylammonium bromide, 7.50x10 -2 sec -1( 0.60x10 -3 M) ,8.8x10 -2 sec -1( 1.00x10 -3 M) , 5.10x 10 -2 sec -1 (4.00x10 -3 M) ; and methyldodecylbenzyltrl. methylammnium brom.l de, 3.50x10 -3 sec -1( 0.40x10 -2 M) ,4.70x10 -3 sec -1 ( 1.20x10 -2 M) and 2.50x10 -3 sec -1( 4.00x10 -3 M) , respectively. AlI reaction pro files exhibit a maximum as a function of surfactant concentration, in accordance with previous observations for bimolecular micellar catalyzed reactions. The maximum catalytic factors were approximately 80 times for cetyldimethylammonium bromide, 120 for dilauryldimethYl ammonium bromide and 60 for methyldodecylbenzyltrimethylammonium chloride. The free energy of activations for 0.005M NaOH solutions without surfactant was 22.33 kal/mol and the entropy of activation was -29.7 eu. In the presence of surfactant ΔG* diminished about 3 kal/mol and ΔS* diminished on the average 7 eu for the three surfactants. The experimental results show that micelles of the surfactants studied speed up the decomposition of p-nitrophenyldiphenyl phosphate and are very good catalysts. The experimental results were a1so analyzed in terms of present mode1s for mice1lar cata1ysis.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMFPM.pdf: 3159382 bytes, checksum: eb3451fec258ff3a8ee3f05b4a786a23 (MD5) Previous issue date: 2000-02-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / Agar-agar is a hydrofilic colloid extracted from seaweed, mainly from algae Gelidium. It s used as culture medium in microbiology and as emulsificant, stabilizer and gelling in foods. Drying is an important operation in the extractive process to obtain Agar-agar, because it defines the form, color and final moisture content of product. In order to study the drying of agar gel, equilibrium and drying experiments are needed. The equilibrium of agar-water-air was investigated using the static gravimetric method and drying experiments were performed in a forced convection dryer. To determine equilibrium moisture content values, the static method was used with saturated saline solutions where operational conditions of temperature and relative humidity ranged from 25.0°C to 50.0°C and 11.0% to 84.0%, respectively. The determination of moisture content was based on Lees method. The drying experiments were performed with temperatures from 30.0°C to 50.0°C and superficial air velocities from 1.0 to 4.0 m/s. Based on the experimental procedure above, the equilibrium of agar-water-air could be reasonable described by the G.A.B. (Guggenheim-Anderson-de Boer) model. It was verified, using Lewis equation, that temperature and velocity of air influence the drying operation. Finally, at a constant drying rate, the drying of agar gel and water are very similar. The constant drying rate of agar gel has been represented by a relationship for evaporation of water. The decreasing drying rate of agar gel was represented by the characteristic curve. All results obtained in this work serve as contribution to the process to obtain the agar, which utilizes the drying. / O ágar é um colóide hidrofílico usado nos setores de microbiologia e alimentos, entre outros. Uma das operações mais importantes no processo de obtenção do ágar é a secagem. Com o objetivo de estudar a secagem do gel ágar faz-se necessária a realização das determinações das isotermas de equilíbrio e experimentos de secagem. O equilíbrio ágar-água-ar foi estudado via método gravimétrico estático com soluções salinas saturadas, nas temperaturas de 25 a 50°C e umidades relativas do ar de 11 a 84% e os experimentos de secagem foram realizados em um secador de convecção forçada nas temperaturas de 35 a 50°C e velocidades superficiais do ar de 1,0 a 4,0 m/s. A determinação da umidade baseou-se no método de Lees. O modelo G.A.B. (Guggenheim-Anderson-de Boer) representou bem o equilíbrio entre os modelos analisados. Constatou-se, através da equação de Lewis, que a temperatura e a velocidade do ar influenciam a cinética de secagem do gel. Constatou-se ainda que a secagem do gel no período de taxa constante de secagem é similar à da água. Este período de secagem foi representado por uma relação para evaporação da água e o período de taxa decrescente por uma curva característica generalizada. Todos os resultados obtidos sobre a transferência de massa na secagem do gel ágar servem de contribuição para a continuidade dos estudos sobre o processo de obtenção do ágar, servindo também de base para a busca de diferentes tipos de secadores convectivos e de condições ótimas de operação ligadas à relação custo de produção x produção .

Na presente Tese, vamos desenvolver teorias para eletrólitos próximos de interfaces e para suspensões coloidais carregadas. No caso de interfaces, a nova teoria permite-nos calcular quantitativamente tensões e potenciais superficiais, e perfis de densidade para ambas interfaces água-ar e água-óleo. Para suspensões coloidais hidrofóbicas, a teoria permite-nos calcular as concentrações críticas de coagulação (CCC) para várias soluções eletrolíticas. Os resultados teóricos estão em excelente acordo com dados experimentais. A interação iônica com interfaces é relacionada com a classificação dos íons em caotrópicos e cosmotrópicos. A teoria, portanto, traz novo enfoque a série de Hofmeister que governa a estabilidade de soluções proteicas. Em suspensões coloidais, estudamos também o papel das correlações eletrostáticas na distribuição de íons multivalentes próximos da superfície coloidal. Uma nova teoria é introduzida que nos permite incluir as correlações interiônicas como uma nova condição de contorno renormalizada para a equação de Poisson-Boltzmann. Os perfis de densidade calculados são comparados com simulações de Monte Carlo, demonstrando uma boa concordância. Finalmente, exploramos o papel da polarizabilidade coloidal na distribuição iônica. Encontramos que a polarizabilidade causa a repulsão superficial dos contraíons e pode afetar a mobilidade eletroforética de partículas coloidais. / In the present Thesis we will develop theories for electrolytes near interfaces and for charge stabilized colloidal suspensions. In the case of interfaces the new theory allows us to quantitatively calculate surface tensions, surface potentials, and the ionic density profiles both for the water-air and the water-oil interfaces. For the hydrophobic colloidal suspensions, the theory allows us to calculate the critical coagulation concentrations (CCC) for various electrolyte solutions. The theoretical results are found to be in excellent agreement with the experimental data. The ionic interaction with the interfaces is found to be related to the classification of ions into chatropes and kosmotropes. The theory, therefore, sheds new light on the Hofmeister series which governs the stability of protein solutions. For colloidal suspensions, we also study the role of electrostatic correlations on the distribution of multivalent ions near the colloidal surface. A new theory is introduced which allows us to include the interionic correlations as a renormalized boundary condition for the Poisson-Boltzmann equation. The calculated ionic density profiles are then compared with the Monte Carlo simulations, showing a good agreement. Finally, we explore the role of colloidal polarizability on the ionic distribution. We find that polarizability causes the counterion repulsion from the surface and can affect the electrophoretic mobility of colloidal particles.

No presente trabalho, investigamos os efeitos de correlações eletrostáticas no cálculo de propriedades termodinâmicas em suspensões coloidais carregadas. Esse estudo tem por objetivo estabelecer as causas dos desvios observados no cálculo das compressibilidades osmóticas quando obtidos pela teoria de flutuações e pela equação de estado do modelo de Jellium renormalizado. Os efeitos das correlações iônicas são analisados no contexto da teoria de funcionais de densidade e da teoria de equações integrais no modelo primitivo. Nossos resultados indicam que as discrepâncias podem estar associadas a efeitos de correlações iônicas ausentes na teoria de campo médio. / In the present work we investigate the effects of electrostatic correlations on the calculation of thermodynamic properties in charged colloidal suspensions. This study has the objective of establishing the causes of the observed deviations in the calculation of the osmotic compressibility obtained by the fluctuation theory and by the equation of state from the renormalized Jellium model. The effects of the ionic correlations are analyzed under the context of the density functional theory and of the integral equations theory in the primitive model. Our results indicate that the discrepancies may be associated to ionic correlation effects absent in the mean field level.

O presente trabalho investiga o fenômeno termodifusivo em dispersões coloidais de nanopartículas magnéticas de óxidos de ferro em água (ferrofluidos), com a formação de dupla camada elétrica em torno das partículas. A estabilidade da partícula em solução é controlada pela concentração de íons. Ao estabelecer uma diferença de temperatura através da amostra líquida, ocorre o efeito de termodifusão (efeito Soret) das partículas e de íons em solução. Este efeito é o movimento das partículas para o lado frio ou quente do gradiente de temperatura. O acúmulo para um dos lados do gradiente de temperatura depende das características da solução. O efeito Soret de ferrofluidos em soluções ácidas e básicas é descrito a partir da determinação experimental das grandezas físicas envolvidas na difusão das partículas. O coeficiente Soret ST e o coeficiente de difusão são determinados em experimentos ópticos de lente de matéria, utilizando o aparato experimental de Varredura-Z, e de espalhamento Rayleigh forçado para termodifusão. Para investigar a resposta dos íons ao gradiente de temperatura, são realizadas medidas do potencial termoelétrico em uma célula termoelétrica, gerado a partir da difusão das cargas dispersas no líquido. O potencial superficial das partículas também é investigado experimentalmente, para descrever a interação das partículas com o campo termoelétrico. Os experimentos são realizados em função da temperatura da amostra e usados para descrever os resultados ST(T) das partículas, a partir de equações dos principais modelos teóricos. Os resultados mostram as diferenças e semelhanças do efeito Soret das nanopartículas em soluções ácidas e básicas, e que em ambos os casos a termodifusão de nanopartículas reflete o comportamento termodifusivo dos íons dispersos em solução. / This work investigates the thermal diffusion phenomena in colloidal dispersions of iron oxide magnetic nanoparticles dispersed in water (ferrofluid). The particles are stable in water due to electrical double layer around the particles, controlled by the ionic concentration. A temperature gradient throughout the ferrofluid sample causes the thermodiffusion (Soret effect) of dispersed particles and ions. This effect is the movement of particles to the cold or hot side of the temperature gradient. The particles migration for a given side depends on the characteristics of the sample. The Soret effect of ferrofluids in acidic and basic solutions is described by the experimental measurements of the physical parameters associated to particles diffusion. The Soret coefficient ST and the mass diffusion coefficient are measured in the matter lens experiment in the Z-scan experimental setup, and by the use of Thermal Diffusion Forced Rayleigh Scattering experiments. Concerning the ionic response to the temperature gradient the thermoelectric field generated by charges diffusion is measured in a thermoelectric cell. The surface potential of the particles is also measured to describe its interactions with the thermoelectric field. These experiments are made as function of the temperature of the sample and the results are applied to describe the ST(T) of particles by the use of equations from the main theoretical models. The results show differences and resemblances of the Soret effect in acidic and basic nanoparticles solutions. In both kind of solutions the thermodiffusion of nanoparticles is mainly ruled by the thermodiffusion of ions dispersed in solution.