Esta tese de doutorado é resultado do estudo da fotocondutividade em materiais poliméricos, com particular enfoque em diodos poliméricos com camada ativa de derivados do poli (p-fenileno vinileno) (PPV): OC10-PPV, SY e MEH-PPV, em estrutura tipo sanduíche (ITO/polimérico/Metal) de camada única, utilizando eletrodos metálicos com diferentes funções trabalho depositados sobre o mesmo filme. Para isso, foi necessária a realização de todas as etapas de fabricação de dispositivos orgânicos, como descritas neste trabalho, para obter resultados com o máximo de reprodutibilidade, bem como o domínio das técnicas de caracterização. As propriedades ópticas dos filmes poliméricos foram analisadas através dos espetros de absorção e de fluorescência estacionária na região do visível. O comportamento fotocondutivo dos dispositivos foi realizado através de medidas de corrente-tensão (I-V) e da espectroscopia de fotocorrente no estado estacionário em regime dc sob incidência de luz com diferentes comprimentos de onda, ora através do ITO, ora através dos eletrodos metálicos semitransparente, para o dispositivo sob diferentes valores de tensões aplicadas. A variação desses parâmetros permitiu verificar como estes influenciam na fotogeração e no transporte de portadores de cargas e assim adaptar e aplicar um modelo teórico que levasse em consideração o campo elétrico aplicado para ajustar a fotocorrente obtida experimentalmente, obtendo informações sobre as propriedades de fotocondutividade dos materiais estudos. / This thesis is a study about photoconductivity in polymeric materials, in particular diodes with single-layer sandwich structure derivates of poly(para-phenylene vinylene) (PPV): OC10-PPV, SY and MEH-PPV. Different metallic electrodes were deposited on the same polymeric layer. Therefore, it was necessary to realize the devices fabrication process step by step as well to dominate the characterization techniques. The optical properties of polymeric film were analyzed through the absorption and emission spectrum in the visible region. The photoconductivity behavior was studied by dc current-voltage (I-V) and photocurrent action spectra through the absorption and emission spectrum in the visible region. The photoconductivity behavior was studied by dc current-voltage (I-V) and photocurrent action spectra through the both side of device under applied voltages. The variation of these parameters allowed verifying how are influencing in the charge carrier photo-generation and the charge transport and then to adapt and apply a theoretical model wich considers the electric field applied to fit the photocurrent action spectra of devices. The values of the parameters allow to survey important about photoconductivity properties of the materials

Recentemente tem sido observado grande avanço na área de fotovoltaicos orgânicos e híbridos. Esses dispositivos baseiam-se em diferenças de energia eletrônica nas interfaces dos componentes de uma heterojunção, onde as heterojunções dispersas obtidas via arranjos interpenetrantes com estes dois compostos, em dimensões sub-20-nm, permite coleção efetiva dos portadores de carga fotogerados, mesmo com pequeno comprimento de difusão do éxciton e baixa mobilidade dos portadores de carga. Desta maneira, o estudo e a modificação da interface entre as duas fases é essencial para melhorar a eficiência de conversão desses dispositivos. Este trabalho tem como objetivo investigar heterojunções de dióxido de titânio (TiO2)/poli(3-hexil tiofeno) (P3HT) como camadas ativas em dispositivos fotovoltaicos híbridos. Essas heterojunções são atraentes para fotovoltaicos híbridos por permitir a nanoestruturação do metalóxido antes da incorporação do polímero, levando à obtenção de elevada área interfacial e com a possibilidade de ajustar as propriedades interfaciais mantendo o caráter aceitador/doador desta heterojunção. Os filmes de TiO2 foram obtidos a partir de dispersões coloidais de nanopartículas de anatase, enquanto aqueles de P3HT foram obtidos a partir de sua solução de 1,2-diclorobenzeno. Como eletrodos foram utilizados o óxido de índio dopado com óxido de estanho (ITO) e ouro (Au). A caracterização elétrica e espectroscópica indicou que os parâmetros fotovoltaicos, bem como absorção e fotoluminescência, dependem da submissão dos dispositivos a tratamentos térmicos post-production, evidenciando que o aquecimento induz a mudanças conformacionais no polímero, alterando a interface óxido/polímero. A introdução de grupos carboxilato nas ramificações 3-hexil do P3HT permite melhor contato entre óxido/polímero, sendo favorecido por tratamento térmico. Mais ainda, a infiltração do polímero em filmes de TiO2 nanocristalino levou à obtenção de dispositivos fotovoltaicos de considerável estabilidade, apresentando atividade mesmo após 6 meses após a elaboração destes. Finalmente, neste trabalho também é proposta a utilização de um complexo a base de ftalocianina de zinco como modificador de interface do TiO2, cuja absorção estende a janela espectral do dispositivo até o vermelho e infravermelho próximo. Estudos de fenômenos de transporte, levando-se em conta a fotogeração de portadores e sua recombinação, foram realizados por medidas do espectro de fotocondução no dispositivo / Recently a fast development in organic and hybrid photovoltaic field has been observed. Such devices are fabricated by organic semiconductors within components of a heterojunction, in which bulk heterojunctions obtained via interpenetrating networks at the sub-20-nm length scale. It permits the effective collection of photogenerated charge carriers even with low exciton diffusion length and low charge carrier mobilities. Therefore, the study of material properties and the interface modification are essential to improve the power efficiency of such devices. The goal of this work is to investigate heterojunctions of titanium dioxide (TiO2) and poly(3-hexyl thiophene) (P3HT) as active layers in hybrid photovoltaic devices. Such heterojunctions are attractive since the metaloxide can be nanostructured previous the infiltration of the polymer within the nanocrystalline phase, leading on large interfacial area with the possibility to tune the interfacial properties keeping the acceptor/donor character of the two components. Titania films were obtained from colloidal dispersions of anatase nanoparticles, while P3HT from its solution in 1,2-dichlorobenzene. The electrodes were indium-tin oxide (ITO) and gold (Au). Electrical and spectroscopic characterization shows the photovoltaic parameters, as well as absorption and photoluminescence, depends on post-production treatments, evidencing that heating induces conformational changes in the polymeric phase, changing the oxide/polymer interface. The introduction of carboxyl groups at 3-hexyl ramifications in P3HT permits better contacts between oxide and polymer by chemisorption, being favored by thermal treatment. Furthermore, the infiltration of the polymer within the nanocrystalline TiO2 leads on enhanced stability of the devices, working even six months after their preparation. Finally, in this work is also proposed the utilization of a interface modifier based on zinc phtalocyanine complex, which has extended the device absorption window up to the red/ near infrared, increasing light harvesting, and a transport study related to photocarriers generation and recombination process was carried out by photoconductivity action spectra

Nesta dissertação, visamos o entendimento de processos intermediários que regem a transferência de energia e determinam as propriedades ópticas de polímeros conjugados, a fim de encontrar meios para aumentar a eficiência de emissão e o tempo de vida dos ?LED?s? orgânicos. Estudamos especificamente o polímero PPV, poli(p-fenileno vinilideno), sintetizado através de novo método desenvolvido no Grupo de Polímeros do Instituto de Física de São Carlos, por Marletta e colaboradores[1], na forma de filmes finos depositados pelas técnicas ?spincast? e de automontagem (LbL). Para o trabalho utilizamos técnicas espectroscópicas de luminescência, excitação seletiva e absorbância. Por meio de técnicas de engenharia molecular e através do ordenamento induzido da rede polimérica, avaliamos o peso que têm os eventos intermediários à emissão. Estiramos gradualmente filmes de PTHT/PPV depositados sobre Teflon, sob um eixo preferencial, e constatamos a dependência da polarização da luz emitida com processos de transferência de energia e com a anisotropia da matriz polimérica. Realizamos a separação das cadeias do copolímero a fim de analisar separadamente a transferência de energia entre os segmentos conjugados pertencentes a cadeias distintas (processos intercadeia) ou ao longo da cadeia (processos intracadeia). Esta separação intercadeia e intracadeia resultaram em um significativo aumento da eficiência da emissão, assim como um deslocamento da banda de emissão para o azul, privilegiando a emissão de segmentos de menor conjugação e que participavam apenas nos processos de relaxação de energia e transferência da excitação e não dos estados emissivos finais. Separamos os segmentos conjugados dentro da própria cadeia do copolímero, regulando o comprimento de conjugação, através da incorporação de DBS. Aqui, verificamos, os processos de transferência intracadeia concorrem em igual peso com processos intracadeia na migração energética em polímeros conjugados. Concluímos que o processo limitante da eficiência de emissão em polímeros conjugados e dispositivos é a eficiente transferência de energia entre cadeias ou ao longo da cadeia para centros supressores de energia. / The main goal of this work is the understanding of intermediated energy relaxation processes that are governed by Energy Transfer. Such processes strongly affect the optical properties of conjugated polymers, reducing the emission efficiency and the life time of OLEDs. We study specifically the polymer poly(p-phenylene vinylene), PPV, synthesized through the new method developed by Marletta and co-workers [1]. The films were prepared by Spincast and self-assembly (Layer-by-Layer) techniques on different substrates. The optical characterization of the polymeric material was carried out by photoluminescence, selective excitation spectroscopy and UV-Vis absorbance measurements. With the use of molecular engineering techniques and by changing the polymeric order induced by uniaxial stretch of the films deposited on a flexible substrate, it was possible to infer the weight of intermediary events in final emission process. A special issue of this work was the study of the optical properties of thin PPV films deposited on flexible Teflon substrates under very low deformation levels. Optical data of low stretched conjugated polymers on transparent substrates were not previously available in the literature. Continuous axial stretch was applied at room temperature to very thin PPV films enabling simultaneous luminescence and absorbance polarization measurements. The optical properties of polymeric light emitting devices are strongly dependent on the structural order of the polymer chains and the energy transport mechanism between the conjugated segments. We demonstrate that such low stretched films presents a very efficient isotropic-to-polarized conversion regarding the fact we are dealing with energy transfer between luminescent chromophore of same species. We also carried out chain separation of conjugated segments of a PPV copolymer in order to analyze two Energy Transfer kinds: one that occurs among PPV segments in different chains (interchain processes) and the other involving the Energy Transfer between PPV segments along the same PPV chain (intrachain processes). To account for the interchain separation of the PPV segments we diluted the PPV chain in an inert polymeric matrix. The novelty, however, lies in the precise control of the separation of PPV segments along the chain by using a copolymer with sequences of conjugated PPV and non-conjugated PTHT distributed randomly along the polymer chain. The efficiency increase together with the spectral blue shif with the segment separation show that inter- and intrachain exciton mobility is enhanced by low range Förster Energy Transfer. For the case of samples without chain separation, it is easier for excitons to move around by energy transfer process and find quenching defects before their radioactive decay. For diluted or low conjugated samples, excitons will not reach defects before recombination since Energy Transfer is suppressed. Thus, we verify, the Intrachain Energy Transfer process have the same influence as for Interchain process produced by the energy migration among conjugated polymers segments. From a more fundamental point of view, the establishment of a controlled ordering and separation of the polymeric chains may reduce effects such as the luminescence quenching that strongly reduce the emission efficiency in organic devices.

Existem algumas técnicas destinadas ao estudo das características fotofísicas de materiais orgânicos ou dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos a base de semicondutores orgânicos. A exemplo disso, a técnica de espectroscopia de absorção fotoinduzida de onda contínua (Continuous Wave Photoinduced Absorption/cw-PIA) apresenta grande sensibilidade como método destinado ao estudo dos processos eletrônicos envolvendo espécies excitadas de vida longa. Esta técnica emprega dois feixes ópticos distintos, um para excitação da amostra e outro (feixe de prova) para investigar os estados excitados remanescentes em amostra após bombeio óptico. O presente trabalho tem como objetivo a construção, desenvolvimento e caracterização de um aparato experimental para espectroscopia cw-PIA. A montagem bem sucedida da técnica foi testada em filme do polímero semicondutor P3HT, em filme de blenda (1:1) de P3HT/PCBM (comumente utilizada como camada ativa em células solares orgânicas) e em filmes automontados camada-a-camada (LbL) do tipo doador-aceitador de carga (P3KHT/P6N), sendo que a molécula P6N foi sintetizada pelo Grupo de Polímeros Bernhard Gross do IFSC-USP. Os filmes LbL de P3KHT/P6N, em comparação aos filmes blenda de P3HT/PCBM, demonstraram uma eficiência maior quanto a geração de portadores de carga com tempo de vida longo. / There are some techniques for the study of photophysical characteristics of organic materials or electronic and optoelectronic devices based on organic semiconductors. For example, the technique of continuous wave photoinduced absorption spectroscopy (cw-PIA) is a highly sensitive method for the study of the electronic processes involving long-lived excited species. This technique uses two distinct optical beams, one for sample excitation and another for probing the excited states remaining in the sample after optical pumping. The present work aims at the construction, development and characterization of an experimental apparatus for cw-PIA spectroscopy. The successful implementation of the technique was tested in a film of the semiconducting polymer P3HT and of the blend (1:1) P3HT/ PCBM (usually employed as active layer in organic solar cells), and also in a Layer-by-Layer (LbL) film of donor-acceptor molecules P3KHT/P6N, where the P6N molecule has been synthesized by Polymer Group Bernhard Gross at IFSC- USP. The comparison between P3KHT / P6N LbL film and the blend P3HT/PCBM has demonstrated higher charge carrier generation efficiency (with long lifetime) for the LbL film.

O objetivo deste trabalho foi analisar o comportamento das propriedades mecânicas de resistência, de formação e modulo de elasticidade dos conjugados juta-epoxi e algodão-epoxi,comparando-os ao conjugado cimento-amianto. O propósito dessa comparação foi buscar materiais conjugados alternativos ao conjugado cimento, devido a alta toxidade apresentada pelas fibras de amianto, motivo pelo qual, e crescente a substituição desse material nos países do Primeiro Mundo. Foram estudadas as fibras naturais vegetais, pela grande extensão territorial de nosso Pais, pela facilidade de plantio tanto de algodão quanto da junta em nosso solo e pela facilidade de obtenção de suas fibras. Empregou-se a técnica de microscopia eletrônica de varredura para a analise das superfícies de fratura dos materiais ensaiados, obtendo-se um melhor entendimento no comportamento dos conjugados. Juntamente aos ensaios mecânicos realizados, foi feito um estudo comparativo das propriedades térmicas dos conjugados de fibras naturais através do ensaio de chama.

Objetivo: Avaliar os efeitos dos estrogênios conjugados eqüinos (ECE), isolados ou associados ao acetato de medroxiprogesterona (AMP) sobre os glicosaminoglicanos do colo e do corno do útero de ratas. Métodos: 40 ratas adultas, após 30 dias de ooforectomia foram distribuídas em quatro grupos: GI - controle (veículo); GII - ECE (50 g/Kg, por dia); GIII - AMP (0,2 mg/Kg, por dia) e GIV - ECE (50 g/Kg, por dia) + AMP (0,2 mg/Kg, por dia). As substâncias foram administradas por gavagem por 28 dias consecutivos, sendo que ao final, após anestesia, o colo e o corpo do útero foram retirados e mergulhados em acetona para detecção e quantificação dos glicosaminoglicanos. Os glicosaminoglicanos sulfatados foram submetidos a eletroforese em gel de agarose e o ácido hialurônico a ensaio fluorimétrico (ELISA-like). Os resultados foram analisados pelo teste de t de Student e de ANOVA, complementado pelo teste de Tukey-Kramer (p<=0,05). Resultados: Foi detectada, em todos os grupos, maior concentração de glicosaminoglicanos sulfatados tanto no colo como nos cornos uterinos, em especial do dermatam sulfato. Já a concentração de ácido hialurônico foi maior no corno do que no colo. Com relação ao dermatam sulfato, os estrogênios promoveram incremento, tanto no colo quanto no corpo, sendo que a medroxiprogesterona bloqueou esta ação nos cornos uterinos. Os estrogênios e a medroxiprogesterona, por sua vez, apresentaram ação positiva nos níveis de heparam sulfato no colo do útero, já no corno este efeito foi atribuído à medroxiprogesterona. Conclusões: O perfil e a quantificação dos glicosaminoglicanos nas duas porções do útero de ratas são diferentes. Os glicosaminoglicanos sulfatados, em especial o dermatam sulfato, mostrou-se em maior concentração tanto no colo quanto no corno uterino. Os estrogênios e a medroxiprogesterona têm ação positiva nos glicosaminoglicanos sulfatados do colo, enquanto a medroxiprogesterona apresenta efeito antagônico no corno. O ácido hialurônico apareceu em maior concentração no corno do que no colo uterino. / Objective: To evaluate the effects of conjugated equine estrogens (CEE) alone or associated to medroxyprogesterone acetate (MPg) on glycosaminoglycans (GAGs) in the cervix and horns of the rat uterus. Methods: Thirty days after ovariectomy, 40 adult rats were randomly divided into four groups: GI, control (treated with drug vehicle); GII, CEE (50 ?g/Kg per day); GIII, MPg (0.2 mg/Kg per day), and GIV, CEE + MPg (doses as in GII and GIII). Drugs and vehicle were given by gavage during 28 days. After this the animals were euthanized, the uterine cervix and body were removed, fixed in acetone and further processed for GAGs quantification. Agarose gel electrophoresis was used for sulphated GAGs analyses; the hyaluronic acid was assayed with an ELISA-like method. Statistical analysis was done by the Student\'s t test and the Tukey-Kramer test. Significant differences were set at p<=0.05. Results: In all groups sulphated GAGs concentration (especially dermatan sulphate) was higher than that of nonsulphated GAGs, both in the cervix and in the uterine horns. Hyaluronic acid concentration in uterine horns was higher than in the cervix. With regard to dermatan sulphate, CEE exerted trophic effects both in horns and cervices, whereas MPg blocked this action in the uterine horn. The cervical concentration of heparan sulphate was rised by CEE and by MPg; in the uterine horns the same rise was observed, and this effect was attributed to MPg. Conclusions: The qualitative and quantitative profiles of GAGs in the horns and cervix of rat uterus are distinct. Sulphated GAGs (especially dermatan sulphate) are more concentrated than the non-sulphated ones in both uterine regions. With regard to sulphated GAGs, estrogens and medroxyprogesterone have trophic actions on sulphated GAGs at the cervix, whereas at the uterine horn MPg shows an antagonistic action. The concentration of hyaluronic acid in the uterine horns was higher than in the cervix.

Objetivo: Avaliar os efeitos dos estrogênios conjugados eqüinos (ECE), isolados ou associados ao acetato de medroxiprogesterona (AMP) sobre os glicosaminoglicanos do colo e do corno do útero de ratas. Métodos: 40 ratas adultas, após 30 dias de ooforectomia foram distribuídas em quatro grupos: GI - controle (veículo); GII - ECE (50 g/Kg, por dia); GIII - AMP (0,2 mg/Kg, por dia) e GIV - ECE (50 g/Kg, por dia) + AMP (0,2 mg/Kg, por dia). As substâncias foram administradas por gavagem por 28 dias consecutivos, sendo que ao final, após anestesia, o colo e o corpo do útero foram retirados e mergulhados em acetona para detecção e quantificação dos glicosaminoglicanos. Os glicosaminoglicanos sulfatados foram submetidos a eletroforese em gel de agarose e o ácido hialurônico a ensaio fluorimétrico (ELISA-like). Os resultados foram analisados pelo teste de t de Student e de ANOVA, complementado pelo teste de Tukey-Kramer (p<=0,05). Resultados: Foi detectada, em todos os grupos, maior concentração de glicosaminoglicanos sulfatados tanto no colo como nos cornos uterinos, em especial do dermatam sulfato. Já a concentração de ácido hialurônico foi maior no corno do que no colo. Com relação ao dermatam sulfato, os estrogênios promoveram incremento, tanto no colo quanto no corpo, sendo que a medroxiprogesterona bloqueou esta ação nos cornos uterinos. Os estrogênios e a medroxiprogesterona, por sua vez, apresentaram ação positiva nos níveis de heparam sulfato no colo do útero, já no corno este efeito foi atribuído à medroxiprogesterona. Conclusões: O perfil e a quantificação dos glicosaminoglicanos nas duas porções do útero de ratas são diferentes. Os glicosaminoglicanos sulfatados, em especial o dermatam sulfato, mostrou-se em maior concentração tanto no colo quanto no corno uterino. Os estrogênios e a medroxiprogesterona têm ação positiva nos glicosaminoglicanos sulfatados do colo, enquanto a medroxiprogesterona apresenta efeito antagônico no corno. O ácido hialurônico apareceu em maior concentração no corno do que no colo uterino. / Objective: To evaluate the effects of conjugated equine estrogens (CEE) alone or associated to medroxyprogesterone acetate (MPg) on glycosaminoglycans (GAGs) in the cervix and horns of the rat uterus. Methods: Thirty days after ovariectomy, 40 adult rats were randomly divided into four groups: GI, control (treated with drug vehicle); GII, CEE (50 ?g/Kg per day); GIII, MPg (0.2 mg/Kg per day), and GIV, CEE + MPg (doses as in GII and GIII). Drugs and vehicle were given by gavage during 28 days. After this the animals were euthanized, the uterine cervix and body were removed, fixed in acetone and further processed for GAGs quantification. Agarose gel electrophoresis was used for sulphated GAGs analyses; the hyaluronic acid was assayed with an ELISA-like method. Statistical analysis was done by the Student\'s t test and the Tukey-Kramer test. Significant differences were set at p<=0.05. Results: In all groups sulphated GAGs concentration (especially dermatan sulphate) was higher than that of nonsulphated GAGs, both in the cervix and in the uterine horns. Hyaluronic acid concentration in uterine horns was higher than in the cervix. With regard to dermatan sulphate, CEE exerted trophic effects both in horns and cervices, whereas MPg blocked this action in the uterine horn. The cervical concentration of heparan sulphate was rised by CEE and by MPg; in the uterine horns the same rise was observed, and this effect was attributed to MPg. Conclusions: The qualitative and quantitative profiles of GAGs in the horns and cervix of rat uterus are distinct. Sulphated GAGs (especially dermatan sulphate) are more concentrated than the non-sulphated ones in both uterine regions. With regard to sulphated GAGs, estrogens and medroxyprogesterone have trophic actions on sulphated GAGs at the cervix, whereas at the uterine horn MPg shows an antagonistic action. The concentration of hyaluronic acid in the uterine horns was higher than in the cervix.

Os compostos carbonílicos no estado triplete (CCT) são considerados espécies reativas de oxigênio uma vez que possuem comportamento químico semelhante ao de radicais alcoxil. Quando formadas em sistemas biológicos, estas espécies podem estar envolvidas tanto em processos benéficos quanto deletérios ao organismo, como é o caso da lipoperoxidação, onde CCT não só são gerados como também iniciam ou amplificam o processo. Visando estudar a capacidade de dienos conjugados de suprimir a energia triplete de tais compostos, de forma a diminuir seus efeitos deletérios, determinou-se as constantes de supressão, para quatro diferentes dienos, de acetona triplete gerada pela da termólise do tetrametil-1 ,2- dioxetano e pelo sistema enzimático isobutanal/ \"horseradish peroxidase\"/O2 Todos os dienos apresentaram constantes de supressão de ordem difusional. Foi analisada também a forma pela qual os dienos suprimem a acetona triplete e concluiu-se que tanto dienos com hidrogênios alílicos (2,4-hexadienoato e seu éster etílico), potencialmente abstraíveis, quanto dienos sem estes hidrogênios (2 ,4-pentadienoato e seu éster metílico), suprimem a acetona por um processo físico de transferência de energia, que leva à sua fotoisomerização cis,trans. A reatividade destes dienos frente a espécies reativas de oxigênio comumente formadas em sistemas de lipoperoxidação, como o oxigênio singlete, radicais hidroxil, peroxil e superóxido, foi também testada, mostrando que nenhum dos dienos apresenta atividade sequestradora destas espécies. Experimentos preliminares de lipoperoxidação em sistemas biomiméticos (mitocôndrias e microssomos isolados de fígado de rato), mostraram que o trans, trans-2,4-hexadienoato de etila é capaz de inibir o inchamento mitocondrial induzido por benzofenona triplete e de suprimir a quimiluminescência de microssomos induzida por Fe2+/ ascorbato. Concluiu-se assim que dienos conjugados, contendo ou não hidrogênios alílicos, podem ser usados como supressores específicos de compostos carbonílicos triplete em sistemas biológicos e contribuir para o esclarecimento dos mecanismos de reação destes processos. / Triplet carbonyls can be named reactive oxygen species once they behave chemically as alkyloxyl radicals and therefore can potentially drive beneficial and deleterious processes in biological systems. In the case of lipid peroxidation, these species have been found not only to be reaction products but also to amplify the radical chain by hydrogen abstraction of polyunsatured lipid molecules. With the aim of finding efficient and reliable chemical probes for triplet carbonyls, we studied here the quenching properties of conjugated dienes, namely 2,4-hexadienoate and 2,4- pentadienoate anions and corresponding alkyl esters, upon triplet acetone generated either chemically (thermolysis of tetramethyl-1 ,2-dioxetane) or enzymically (aerobic oxidation of isobutanal/horseradish peroxidase). As expected, the quenching rate constants were found to be diffusion controlled, although those for the pentadienoate derivatives were 3-fold lower than those measured for the hexadienoates. Therefore, independently of the presence of allylic hydrogens in the diene probe, the triplet acetone quenching occurred by a physical process followed by cis,trans-isomerization, without hydrogen abstraction from the quencher. The reactivity of the studied dienes towards oxygen reactive species known to be formed during lipid peroxidation, such as singlet oxygen, and peroxyl, hydroxyl and superoxide radicals, was also investigated to assure they would not interfere with the radical lipoperoxidation chain. Indeed, none of the dienes showed antioxidant activity on classical model systems. Preliminary experiments with model systems widely used to study lipid peroxidation showed that the trans, trans-ethyl sorbate can inhibit the mitochondrial swelling induced by enzymically formed triplet benzophenone and to quench the chemiluminescence of microsome preparations challenged with iron/ascorbate. This is in agreement with reported work showing that the lipid peroxidation chain associated with mitochondria permeabilization and polyunsaturated fatty acid peroxidation is amplified by intermediate triplet carbonyl products. Altogether our data indicate that conjugated dienes can be used as specific quenchers of triplet carbonyls formed in biological systems without reacting with other reactive intermediates.

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-12-20Bitstream added on 2014-06-13T20:07:28Z : No. of bitstreams: 1 bataginneto_a_dr_bauru.pdf: 3293801 bytes, checksum: b553af6153b11bb23b508c3839e88707 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Compostos orgânicos configuram atualmente materiais de grande interesse na confecção de dispositivos eletrõnicos flexíveis e de baixo custo relativo. Devido a isso, um número crescente de trabalhos experimentais e teóricos vem sendo desenvolvido, visando avaliar suas promissoras propriedades opto-eletrônicas. Na presente tese são descritos os resultados de uma série de estudos teóricos acerca de quatro temas desenvolvidos no Laboratório de novos materiais e dispositivos (FC - UNESP/Bauru), relacionados a propriedades espectroscópicas e estruturais de materiais orgânicos: i) estudo da alteração cromática induzida por raios gama em soluções de polímeros orgânicos para aplicações dosimétricas; ii) obtenção de parâmetros do Hamiltoniano de spin através de cálculos estrutura eletrônica para a interpretação de espectros de ressonância paramagnética eletrônica (RPE); iii) análise de propriedades estruturais de melaninas sintéticas; e iv) simulação e modelagem de espectros de ressonância magnética eletrônica detectada eletricamente (RMDE). Com relação ao primeiro item, cálculos de estrutura eletrônica foram empregados a fim de avaliar características estruturais, ópticas e associadas à reatividade de diferentes estruturas poliméricas, cujas propriedades dosimétricas têm sido reportadas. Os resultados obtidos permitem compreender as diferentes respostas induzidas pela radiação Υ em cada sistema, e reforçam a hipótese de que estpécies advindas da radiólise do solvente são responsáveis pelo efeito. Através da análise de características estruturais e de reatividade dos polímeros foi possível também estimar quais características seriam interessantes a fim de obter sistemas mais sensíveis. No segundo item, cálculos de estrutura eletrônica foram empregados ao estudo de parâmetros de RPE, como fator g e constantes hiperfinas... / Nowadays, organic compounds define quite interesting materials for the production of flexible and low cost devices. In this sense, there is an increasing number of both theoretical and experimental papers reporting their promising optical and electronic properties. Here we present the results of a series of theoretical studies regarding four distinct subjects developed at the Laboratório de novos materiais e dispositivos (FC-UNESP/Bauru) associated to optical and electronic properties of organic materials: i)study of color change induced by gamma rays in polymers solutions for dosimetric applications; ii) determination of spin Hamiltonian parameters by electronic structure calculations for the interpretation of electron paramagnetic resonance (EPR) spectra; iii) study of structural properties of synthetic melanins, and iv) modeling and simulation of electrically detected magnetic resonance spectra (EDMR). Regarding the first item, electronic structure calculations were employed in order to evaluate structural optical reactivity features of different polymeric structures, whose dosimetric properties have been reported. The results allow us to better understand the distinct optical changes induced by y radiation in each system, and reinforce the hypothesis that species arising from the solvent radiolysis are responsible for the effect. In addition, based on reacitivity and structural features analysis some characteristics of promising materials for dosimetric aplications were proposed. In the second item, electronic structre calculations were employed to evaluate EPR parameters, as g factor and hyperfine constants, of melanin's sub-structures and iridium complexes. In the study of melanins, spectroscopic parameters were evaluated for anionic, cationic and free radical species for distinct redox forms of this compound... (Complete abstract click electronic access below) / FAPESP: 12/03116-7 / CAPES: 1804-12-0