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Propriedades vibracionais do dipeptídeo L,L-difenilalanina sob condições extremas de temperatura e pressão

Silva Filho, José Gadelha da January 2017 (has links)
SILVA FILHO, J. G. da. Propriedades vibracionais do dipeptídeo L,L-difenilalanina sob condições extremas de temperatura e pressão. 2017. 141 f. Tese (Doutorado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Pós-Graduação em Física (posgrad@fisica.ufc.br) on 2017-09-14T15:05:09Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_jgsilvafilho.pdf: 25921851 bytes, checksum: 34e82a083cae2b577ef36be0747c32d1 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-09-15T19:56:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_jgsilvafilho.pdf: 25921851 bytes, checksum: 34e82a083cae2b577ef36be0747c32d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-15T19:56:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_jgsilvafilho.pdf: 25921851 bytes, checksum: 34e82a083cae2b577ef36be0747c32d1 (MD5) Previous issue date: 2017 / In this thesis, we investigated the stability of the aromatic dipeptide L,L-diphenylalanine under extreme conditions of temperature and pressure. Firstly, the crystalline phase of the dipeptide was confirmed by Rietveld analysis. During this refinement, the instrumental and structural parameters were refined and a good fit was found between observed and calculated peak positions. Next, we have studied the hexagonal phase of this dipeptide under both low- and high-temperature conditions, using nondestructive Raman spectroscopy and infrared techniques. The experimental bands have been assigned on the basis of first principles calculations. Infrared spectra were taken of the sample as the sample was cooled up to 160 K, whereas the Raman spectra were collected at even lower temperatures, around 20 K. Our vibrational data indicate a structural stability in this temperature range. On the other hand, Raman spectra recorded in the Y(XX)Y and Y(ZZ)Y polarization scheme for L,L -diphenylalanine provides evidence of a phase transition at high temperatures (≈ 390 K). The major changes occurring in the Raman spectrum of L,L-diphenylalanine involve the bands in the low-wavenumber region (≤ 200 cm-1), accompanied by the softening of the amide I peak and the broadening of bands associated with the vibrational motions of the aromatic radicals. This phase transition was confirmed by thermoanalytical methods and X-ray diffraction experiments. The XRD patterns were collected as the sample was cooled up to 83 K (≈ -190 ºC) and heated to 473 K (≈ 200 ºC). The hexagonal phase of the L,L-diphenylalanine is stable until the limit of 393-403 K is reached. Increasing the temperature from 403 to 413 K induces significant changes in the observed crystalline phase. Finally, we report a high-pressure study (0.0-7.4 GPa) of L,L-diphenylalanine crystals using Raman spectroscopy. The application of high-pressure leads to considerable modifications in the vibrational bands, mainly between 3.9 GPa and 4.6 GPa. This includes the disappearance of Raman bands in the spectral region associated with the lattice mode vibrations and changes in the relative intensities of some internal-mode lines. During decompression, from 7.4 GPa, the reversion to the hexagonal phase indicates that there is little or no hysteresis between 2.7 and 0.7 GPa. / Neste trabalho investigamos a estabilidade do dipeptídeo aromático L,L-difenilalanina sob condições extremas de temperatura e pressão. Inicialmente, confirmamos por meio do método Rietveld de refinamento a fase cristalina do monocristal do dipeptídeo. Os parâmetros instrumentais e estruturais foram refinados durante o processo e encontramos uma boa concordância entre o padrão de difração calculado e experimental. Em seguida, estudamos os efeitos de altas e baixas temperatura na estabilidade da fase hexagonal desse dipeptídeo, utilizando técnicas não destrutivas de espectroscopia Raman e infravermelho. Os movimentos vibracionais associados as bandas observadas experimentalmente foram atribuídos de acordo com cálculos de primeiros princípios. Os espectros infravermelho foram medidos para a amostra L,L-difenilalanina resfriada até 160 K, enquanto os espectros Raman foram coletados para temperaturas ainda menores, em torno de 20 K. Os dados vibracionais apontam a estabilidade da L,L-difenilalanina neste intervalo de temperatura. Por outro lado, espectros Raman obtidos em duas configurações de espalhamento Y(XX)Y e Y(ZZ)Y indicam uma transição de fase da L,L-difenilalanina em altas temperaturas (≈ 390 K). Entre as modificações vibracionais, destacam-se as mudanças na região espectral abaixo de 200 cm-1, acompanhadas do deslocamento da banda amida I e do alargamento de bandas associadas aos movimentos vibracionais dos radicais que compõem o dipeptídeo. A transição de fase apontada pelos experimentos de espectroscopia Raman em altas temperaturas foi confirmada por métodos termoanalíticos e através de experimentos de difração de raios-X. Os difratogramas foram obtidos para amostra resfriada até 83 K (≈ -190 ºC) e aquecida até 473 K (≈ 200 ºC). A fase hexagonal da L,L-difenilalanina permanece estável até o limite entre 393 e 403 K. A partir desse valor de temperatura, uma mudança perceptível na fase cristalina é observada. Por fim, foi realizado por meio de espectroscopia Raman um estudo do comportamento vibracional do dipeptídeo submetido a pressões hidrostáticas de até 7,4 GPa. Os resultados apresentaram grandes modificações nas bandas de baixas energias, acompanhadas de mudanças nas vibrações dos modos internos entre 3,9 e 4,6 GPa, indicando a ocorrência de uma transição de fase estrutural. Uma vez que o acoplamento entre as moléculas de água e os nanocanais do cristal L,L-difenilalanina é extremamente sensível à disposição tubular, as mudanças vibracionais, observadas na região espectral dos modos internos, podem ser interpretadas como modificações conformacionais no esqueleto do dipeptídeo. Após a descompressão do material, a partir de 7,4 GPa, verificamos que a transição de fase é reversível uma vez que o espectro ambiente é recuperado quando a pressão é completamente liberada.
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Imobilização de sistemas biomiméticos em nanoestruturas peptídicas aplicadas ao desenvolvimento de biossensores

Cipriano, Thiago de Carvalho January 2011 (has links)
Orientador: Wendel Andrade Alves. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2011.
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Nanotubos de peptídeos modificados com grupos fluorescentes : preparação e propriedades

Souza, Márcia Isabel de January 2011 (has links)
Orientador: Wendel Andrade Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2011
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Propriedades estruturais e morfológicas de nanoestruturas de peptídeos

Cunha, Bruno Barros January 2011 (has links)
Orientador: José Antônio Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2011
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Estabilidade estrutural e energética de nanotubos de difenilalanina

Jaques, Ygor Moraes January 2013 (has links)
Orientador: Eudes Eterno Fileti / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2013
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Caracterização fotofísica e morfológica de estruturas peptídicas contendo composto fluorescente para aplicação ambiental / Photophysical and morphological characterization of peptide nanostructures containing fluorescent compound for environmental appication

Souza, Geovany Albino de 17 October 2014 (has links)
Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-02-06T18:47:45Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geovany Albino de Souza - 2014..pdf: 2844479 bytes, checksum: 8192fe53e727f5009913ce9db209bef1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-02-19T14:29:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geovany Albino de Souza - 2014..pdf: 2844479 bytes, checksum: 8192fe53e727f5009913ce9db209bef1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T14:29:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geovany Albino de Souza - 2014..pdf: 2844479 bytes, checksum: 8192fe53e727f5009913ce9db209bef1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-10-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, we produced a fluorescent system composed of diphenylalanine (FF) nanoestructures containing the (2-benzothiazolyl)-7-dietilaminocoumarin (C6) dye as fluorescent additive. The morphological characteristics of the nanostructures and the influence of the additive on the FF self-organization were studied by scanning electron microscopy. The photophysical properties of the fluorescent system were assessed by photostationary fluorescence spectroscopy. From the morphological analysis, it was observed that the additive favors the FF self-organization, which can be attributed to the influence of the C6 aromatic rings on the π stacking interactions among the FF units. Also, it was observed that the characteristic blue fluorescence of the nanostructures at 400 nm, shifts to 408 nm in the presence of the additive. This is a result of an energy transfer complex that is formed between the FF and the C6, which promotes the fluorescence of the system from relaxed hybrid excited states. The photophysical behavior of the fluorescent system towards different concentrations of a suppressor, the molecular oxygen, was evaluated. Solutions containing the fluorescent additive alone showed poor sensitivity towards oxygen, as expected based on the properties of substituted coumarin derivatives when exposed to oxygen. However, the effect of the interaction between the FF nanostructures and the additive on the coumarin derivative sensitivity towards oxygen quenching was assessed and a remarkable increase of the dye sensitivity was observed. Therefore, we tested the applicability of this newly developed fluorescent system as a sensor for dissolved oxygen (DO) from water samples for potential application in environmental monitoring. The sensitivity and reproducibility of the fluorescent system quenching by DO were carried out in water samples from a tank containing fish specimen. In order to validate the fluorescence quenching measurements in the presence of varying DO concentration with time, the DO measurements were also simultaneously performed by the conventional electroanalytical method. We then observed that the variations in fluorescence intensities of the system agreed with the concentrations of DO measured by the conventional method. / Neste trabalho, produziu-se um sistema fluorescente de nanoestruturas de difenilalanina (FF) contendo (2-benzotiazolil)-7-dietilaminocumarina (C6) como aditivo fluorescente. As características morfológicas das nanoestruturas peptídicas e o efeito do aditivo na auto-organização da FF foram estudadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e as propriedades fotofísicas do sistema fluorescente foram estudadas por espectroscopia de fluorescência fotoestacionária. Das análises morfológicas, verificou-se que o aditivo favorece a auto-organização das nanoestruturas peptídicas, o que pode ser explicado pelo efeito dos anéis aromáticos da C6 nas interações de π stacking entre as unidades de FF. Quanto às propriedades fotofísicas, observou-se que a luminescência azul característica das nanoestruturas e com máximo em 400 nm sofre um desvio batocrômico, ocorrendo em torno de 408 nm, o que é atribuído à formação de um complexo de transferência de energia entre a FF e a C6 que promove a luminescência do sistema a partir de estados híbridos relaxados. O comportamento fotofísico do sistema foi avaliado frente a concentrações distintas de um supressor, o oxigênio molecular. Soluções contendo apenas o aditivo fluorescente apresentou baixa sensibilidade ao oxigênio, o que era esperado, baseado em sua constituição e nas características de cumarinas substituídas frente a supressão. No entanto, o efeito da interação entre as nanoestruturas peptídicas com o aditivo fluorescente derivado de cumarina sobre a sensibilidade do aditivo quanto à supressão de fluorescência foi avaliada e averiguou-se que há um significativo aumento da sensibilidade do composto fluorescente frente a presença de oxigênio molecular. Com isso, também avaliou-se a aplicabilidade do sistema desenvolvido como sensor de oxigênio dissolvido (OD) em amostras de água, como sugestão de aplicação de monitoramento ambiental. A sensibilidade e reprodutibilidade do sistema fluorescente frente a supressão pelo OD foram analisadas em amostras de água de aquário contendo peixes. Para a validação das medidas da supressão da fluorescência com relação à variação da concentração de OD com o tempo, medidas de OD foram realizadas, simultaneamente, empregando o método eletroanalítico convencional. Observou-se, com isso, que as variações de intensidades de fluorescência do sistema apresentaram uma concordância com as quantidades de OD obtidas pelo método convencional.
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Espectroscopia de fluorescência aplicada ao estudo das interações de formação de nanoestruturas de peptídeos contendo maguemita / Fluorescence spectroscopy applied to the study of interactions of nanostructures formation of peptides containing maghemite

Dias, Diogo Lopes 17 September 2014 (has links)
Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-27T13:36:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Diogo Lopes Dias - 2014.pdf: 5214471 bytes, checksum: 55feba00bb21a1b68af1b8e6e472f67d (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-28T11:15:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Diogo Lopes Dias - 2014.pdf: 5214471 bytes, checksum: 55feba00bb21a1b68af1b8e6e472f67d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-28T11:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Diogo Lopes Dias - 2014.pdf: 5214471 bytes, checksum: 55feba00bb21a1b68af1b8e6e472f67d (MD5) Previous issue date: 2014-09-17 / This work aims at preparation and morphological and photophysical characterization of systems consisting of self-assembled structures based on the L-diphenylalanine dipeptide doped with magnetic and luminescent aditives. In this way, nanoparticles magnetic particles of maghemite (γ-Fe2O3) were prepared and used as magnetic additives, while Cadmium Telurium (CD and Te) - based Quantum Dots (QD) were employed as the luminescent additive. The resulting system was characterized by scanning electron microscopy and steady-state fluorescence spectroscopy techniques and their properties were compared tothose presented by the individual components and the intermediate systems. Also, a study on the interaction forces involved in the self-organization of the dipeptide was carried out by varying the method of preparation by employing in the preparation, solvents with distinct physical-chemical properties and by relating conformational differences in the nano and micro structures obtained in each preparation protocol with the balance of interactions forces that contribute to the self-assembling phenomenon. Regarding- to that, when self-assembling is promoted in solvents with distinct polarizabilities (Δf), as obtained by Lippert equation, it is possible to infer about the forces balance that are predominant. The peculiarities of each structure obtained were explored by SEM imaging and spectroscopic data. From scanning electron micrographs, it is observed that self-assembling is governed by interactions between neighboring aromatic rings, trhough π-stacking interactions and generates, in most cases, tubular structures. However, in certain protocols, lamellar structures were observed. When self-assembilng occurs in water, L-diphenylalanine (NT-F-F) nanotube growth occursfrom a starting site and develops in all directions. The use of additives with distinct properties acted in self-assebling process, favoring it when the quantum dot is additive or disfavoring it when the magnetic nanoparticles are the additives. Furthermore, it was observed that in the system containing both additives in proportions in which aggregates are not observed, nanotube´s self-asembling and their further association leaded to microtubes. Structural differences between obtained NT-F-F allow us to infer on the nature of interactions between the dopants and the NT-F-F. The photophysical behavior analysis revealed that the fluorescence emission increases due to the nature of interaction between QD and NT-F-F, to give rise to a charge transfer complex. These results indicate that there may be a conjugation xxiii effect favoring luminescent processes from relaxed energy states of the system containing the magnetic particle and QD as additives, simultaneously. / Este trabalho tem como objetivo a preparação e a caracterização morfológica e fotofísica de sistemas constituídos de estruturas auto-organizadas baseadas no dipeptídeo L-difenilalanina contendo como aditivos com propriedades magnéticas nanopartículas partículas magnéticas de maguemita (γ-Fe2O3) e como aditivo luminescente um Quantum Dot (QD) comercial a base de Cádmio e Telúrio (Cd e Te). O sistema resultante foi caracterizado morfológica e fotofisicamente e suas propriedades foram comparadas às apresentadas pelos componentes isolados e pelos sistemas intermediários. Observou-se que quando a auto-organização é promovida em solventes com polarizabilidades (Δf) distintas, é possível inferir sobre o balanço de forças que, predominantemente, atuam sobre a auto-organização. Por meio de imagens de microscopia eletrônica de varredura, observou-se que, quando auto-organizadas em água, nanotubos de Ldifenilalanina (NT-F-F) se auto-organizam, partindo de uma região e se desenvolvendo em todas as direções. A adição de compostos com propriedades distintas influenciou distintamente o processo de auto-organização, favorecendo-o com o uso do quantum dot como aditivo, ou desfavorecendo-o, com a adição das nanopartículas magnéticas. No entanto, no sistema contendo ambos aditivos em proporções em que não são observados agregados, a auto-organização de nanotubos é favorecida. Ainda, a análise do comportamento fotofísico revelou que a emissão de fluorescência pode ter sua intensidade aumentada em decorrência da natureza da interação entre os QD e os NT-F-F, por dar origem a um complexo de transferência de carga. Estes resultados indicam que pode haver um efeito de conjugação que favorece os processos luminescentes que partem de estados relaxados de menor energia nos sistemas contendo a partícula magnética e o QD como aditivos, simultaneamente.
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A influência da auto-organização da difenilalanina (ff) na fotofísica de sistemas ff/fluoróforos: uma abordagem teórico-prática / The influence of diphenylalanine (phephe) self assembling into the photophysics of phephe/fluorophores systems: a theorethical-experimental approach

Ribeiro, Antonio Carlos Chaves 31 July 2017 (has links)
Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-25T13:48:38Z No. of bitstreams: 2 Tese - Antonio Carlos Chaves Ribeiro - 2017.pdf: 7554618 bytes, checksum: 07d4e319fd9dbc57989da70247e79800 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-25T13:49:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Antonio Carlos Chaves Ribeiro - 2017.pdf: 7554618 bytes, checksum: 07d4e319fd9dbc57989da70247e79800 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-25T13:49:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Antonio Carlos Chaves Ribeiro - 2017.pdf: 7554618 bytes, checksum: 07d4e319fd9dbc57989da70247e79800 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / Nanostructures of diphenylalanine (FF) have been extensively studied and are quite varied. This work aims to obtain self-assembled structures of diphenylalanine, containing electroluminescent compounds, with distinct morphological and photophysical characteristics from those of the starting materials. This work also intent to describe the photophysical properties of the structures obtained, integrating the experimental information to the theoretical predictions of computational simulations. For this, FF were self-assembled having chromophores as additives and its photophysical properties determined by steady state fluorescence spectroscopy, time-resolved fluorescence spectroscopy and its morphology was studied by scanning electron microscopy. Experimental data were compared to the results of semi-empiric theoretical calculation performed by AM1 and ZINDO/S approaches. The resulting materials exhibit different time resolved and steady state fluorescence response from the starting materials and it is related to charge transfer complexes formation. On theoretical approach, dimers and trimers can be part of the early stages of self-assembling. This find is important because this type of arrangement can lead to more conductive materials, of industrial interest, when combined with luminescent materials, especially if considered for energy conversion devices. / Nanoestruturas de difenilalanina (FF) vêm sendo extensivamente estudadas e são bastante variadas. Este trabalho busca obter estruturas auto-organizadas de difenilalanina, contendo compostos eletroluminescentes, que apresentem características morfológicas e fotofísicas distintas daquelas apresentadas pelos materiais de partida. Busca também descrever as propriedades fotofísicas das estruturas obtidas, integrando informações experimentais a previsões teóricas obtidas por simulações computacionais. Amostras de FF foram autoorganizadas na presença de aditivos cromóforos e suas propriedades fotofísicas determinadas por espectroscopia de fluorescência fotoestacionária, espectroscopia com resolução temporal e morfologia caracterizada por microscopia eletrônica de varredura. Os dados experimentais foram comparados aos resultados obtidos por métodos computacionais semi-empíricos, em nível AM1 e ZINDO/S para validar as previsões. Os materiais combinados exibem espectros de fluorescência fotoestacionária e resolvida no tempo diferentes dos materiais de partida e é possível identificar a presença de transferentes de carga. Sob o aspecto teórico, dímeros e trímeros podem fazer parte dos estágios iniciais de auto-organização da FF. Esta constatação é importante pois este tipo de arranjo pode levar a materiais mais condutores, de interesse industrial, quando combinados com materiais luminescentes, principalmente se considerados para dispositivos de conversão energética.
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Nanoestruturas peptídicas como semicondutores ou templates moleculares para eletrônica orgânica

Cipriano, Thiago de Carvalho January 2016 (has links)
Orientador: Prof. Dr. Wendel Andrade Alves / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2016. / O consumo de produtos eletrônicos pela sociedade provoca forte impacto ambiental no momento de descartar tais eletrônicos. Neste contexto, a busca por materiais ambientalmente amigáveis está alinhada às necessidades de nosso tempo. Nanoestruturas peptídicas derivadas de aminoácidos naturais possuem grande potencial para a fabricação de uma nova geração de dispositivos biodegradáveis, utilizando a rota de síntese de baixo para cima, sem a necessidade de caros processos litográficos. Neste trabalho, nanomateriais peptídicos foram utilizados tanto em sua forma pura quanto modificados com polímeros para a criação de dispositivos eletrônicos. Os efeitos da auto-organização das nanoestruturas sobre o desempenho e eficiência desses dispositivos foram investigados. Transistores orgânicos de efeito de campo (OFETs) baseados no dipeptídeo L,L-difenilalanina foram desenvolvidos pela primeira vez, tendo apresentado razões on/off e mobilidades da ordem de 103 e de 10-3 cm2 Vs-1. Esses valores são bastante promissores na busca de componentes eletrônicos que atendam às necessidades de desempenho atuais. Um diodo orgânico emissor de luz (OLED) também foi fabricado utilizando as nanoestruturas peptídicas de L,L-difenilalanina modificadas com o polímero emissor poli[2,7-(9,9-dioctilfluoreno)]. Embora o dispositivo tenha apresentado eficiência cerca seis vezes menor comparado ao sistema produzidos com o polímero puro, a introdução de peptídeos permitiu o uso de uma quantidade menor de polímero, além de exibir taxas de biodegradabilidade cerca de 85% maiores. A integração de nanoestruturas de peptídeos com dispositivos de eletrônica orgânica pode significar o início do desenvolvimento de materiais biodegradáveis para aplicação em dispositivos com alta demanda de consumo, tendo como consequência a diminuição do impacto ambiental proveniente da utilização destes dispositivos. / The consumption of electronic products in our society leads to strong environmental impact when such devices need to be discarded. In this sense, research on environmental friendly materials is aligned with the needs of our time. Peptide nanostructures derived from natural amino acids have great potential for producing a new generation of biodegradable devices using the "bottom-up" synthesis route without need for expensive lithographic processes. In this work, peptide nanomaterials were used either in pure form or modified with polymers for designing organic electronic devices and the effects of self-organization on performance and efficiency of these devices were investigated. Organic field effect transistors (OFETs) based on the dipeptide L-L-diphenylalanine were developed for the first time, exhibiting on/off and mobility values of the order of 103 and of 10-3 cm2 Vs-1. These values are very promising and meet the current performance needs in organic devices. An organic light emitting diode (OLED) was fabricated using a combination of peptide nanostructures and 9,9-dioctylfluorene emitting polymer. Although this device shows efficiency six times lower than those build up from pure polymer, they required a lower amount of polymer in the hybrid material and exhibited biodegradability rates ~ 85% higher than architectures exclusively based on pristine polymer. Integration of peptide nanostructures with organic electronic devices represent a milestone on developing biodegradable materials for use in devices with high demand in our society, resulting in reduced environmental impact.
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Aplicação de espectroscopia vibracional (Raman e infravermelho) para a investigação da cinética de formação de micro/nanotubos de L,L-Difenilalanina e das propriedades físicas da água confinada em fibras de ácido polilático

Ishikawa, Mariana Sayuri January 2017 (has links)
Orientador: Prof. Dr. Herculano da Silva Martinho / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2017. / Espectroscopia vibracional é uma ferramenta poderosa para investigar um grande número de sistemas, permitindo uma melhor compreensão de suas estruturas, composição química e propriedades físicas e químicas. Neste trabalho, nós aplicamos espectroscopia no infravermelho e Raman (espontâneo e anti-Stokes coerente, CARS) para estudar 2 sistemas: micro/nanotubos de difenilalanina (MNTFF) e água confinada em nanoporos presentes em fibras de ácido polilático (PLA). MNTFF é uma das nanoestruturas de peptídeos que tem ganhado grande atenção nos últimos tempos devido a suas interessantes propriedades químicas e físicas e, também, devido a sua correlação com a formação de fibrilas amilóides que são associadas com a doença de Alzheimer. Portanto, é de grande importância entender como o processo de automontagem ocorre, pelas seguintes razões: i) para obter, de forma controlada e reprodutiva, estruturas com determinada morfologia e tamanho para aplicações tecnológicas, ii) para desenvolver drogas terapêuticas capazes de prevenir ou controlar a formação das fibrilas amilóides e iii) é um tópico muito interessante do ponto de vista científico. Portanto, nós focamos na detecção de espectros vibracionais durante a formação dos MNTFF. Algumas características específicas dos espectros Raman sugerem, claramente, que as moléculas de FF formam espécies intermediárias antes da formação dos MNTFF, seguindo uma cinética de 2-etapas. Cálculos computacionais baseados na Teoria do Funcional Densidade (DFT) permitiram a atribuição dos modos vibracionais da espécie intermediária. Nós também investigamos a homogeneidade estrutural dos MNTFF analisando a distribuição da frequência e largura de linha de algumas bandas selecionadas. Nossos resultados indicaram que as regiões mais externas dos MNTFF contém quantidade diferente de moléculas de água nos canais hidrofílicos em relação às regiões mais internas. Já o estudo das propriedades físicas da água confinada em nanoporos de fibras de PLA foi motivado pelas propriedades anômalas da água. Entretanto, o método utilizado para confinar água não garantiu o confinamento das moléculas de água no interior dos poros. / Vibrational spectroscopy is a powerful tool to invetigate a wide range of systems to gain a deeper understanding of their structures, chemical composition, molecular dynamics, physical properties and so on. In this work, we applied Raman and infrared spectroscopy in order to study 2 different systems: micro/nanotube of diphenylalanine (FF-MNT) and confined water in nanoporous of polylactic acid (PLA) fibers. FF-MNT is one of peptides nanostructures that has gained great attention due to its interesting properties and its correlation to the formation of -amyloids fibrils which is associated to Alzheimer¿s disease. Therefore, it is of extremely importance to understand how the self-assembly process takes place due to the following reasons: i) to obtain, in a controlled and reproductive way, structures with determined morphology and size to use them in technological applications, ii) to develop therapeutic drugs capable of preventing or controlling the amyloid formation, and iii) it is an interesting topic from scientific point of view. We focused on the detection of vibrational spectra during the formation of supramolecular structures after triggering the process with water injection. Specific features in the Raman spectra clearly suggest that FF-molecules after water injection form an intermediate species before forming the FF-MNT, following a 2-step kinetics. Density Functional Theory (DFT) computational simulations results enabled us assign the vibrational modes of the intermediate species and stablish an mechanism selfassembling mechanism based on electric-dipole interactions among the FF-monomers. We also investigated the structural homogeneity of FF-MNT by checking the distribution of frequency and linewidth of some selected bands. Our results indicated the outer and inner regions of MNT present different number of water molecules in the hydrophilic channel. The study of physical properties of confined water in nanoporous of PLA fibers was motivated by anomalous properties of water. However, unfortunately, it was found the method we used to confine water did not guarantee the confinement of water molecules in PLA fibers.

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