O presente trabalho teve como objetivo principal estudar os processos de intercalação e esfoliação do niobato lamelar H2K2Nb6O17 em soluções aquosas de n-hexilamina, n-propilamina e hidróxido de tetrabutilamônio (TBAOH). Procurou-se avaliar a influência do agente esfoliante no processo de separação das lamelas do niobato. Para tanto, uma quantidade fixa de H2K2Nb6O17 foi suspensa em solução do agente esfoliante, nas razões molares amina/H+-niobato iguais a 0,25, 0,50, 0,75 e 1,0, e mantida sob agitação à temperatura ambiente por 2 semanas. O sólido depositado foi separado do sobrenadante opaco (isto é, do sólido esfoliado). Para a caracterização do sólido depositado, determinou-se a composição química e registrou-se o difratograma de raios-X, a curva termogravimétrica e os espectros vibracionais no IV e Raman. A dispersão de partículas esfoliadas foi caracterizada por espectroscopia eletrônica enquanto o sólido esfoliado, por DRX, medidas de área superficial, MEV e HRTEM. Nos sólidos depositados, as alquilaminas se encontram intercaladas em um arranjo de monocamada e praticamente orientadas perpendicularmente em relação às lamelas do niobato. As suspensões contendo as razões molares amina/H+-niobato = 0,5 para a n-hexilamina e 1,0 para a n-propilamina produziram a maior quantidade de sólido esfoliado (ca. 35%). As micrografias revelam que o sólido esfoliado é formado por partículas flexíveis em um arranjo desorganizado, muito diferente da morfologia do K4Nb6O17. Os difratogramas mostram perfil de material com organização somente no eixo de empilhamento das lamelas e, ainda, que nessas partículas as aminas mantêm o arranjo de monocamadas. As partículas esfoliadas contêm 50% e 70% de n-hexilamina e n-propilamina, respectivamente, neutralizando os íons H+ do niobato. Esses dados mostram que a insaturação das lamelas em relação às aminas favorecem a estabilização dos sistemas esfoliados, uma vez que diminuem as interações de van der Waals entre as cadeias carbônicas e promovem a hidratação da superfície das lamelas. Os sólidos depositados em suspensão de TBAOH não possuem espécie orgânica intercalada e as suspensões contendo as razões TBA+/H+-niobato ? 0,5 produziram maior quantidade de sólido disperso (ca. 65%). O sólido esfoliado isolado da suspensão com razão 0,75 contém 10% de TBA+ neutralizando os íons H+ do niobato. À medida que o pH das suspensões é diminuído, o TBA+ é substituído por H3O+ e as partículas planas começam a encaracolar. Observou-se a formação de nanotubos nas razões molares TBA+/H+-niobato = 0,5 e 1,0, que tiveram o pH alterado para 1 e 7 respectivamente. A amostra isolada em pH 1 apresenta área específica de 139 m²g?¹ enquanto o K4Nb6O17 possui apenas 2 m²g?¹ . Os sistemas contendo tanto partículas tabulares quanto tubulares possuem potencial aplicação na área de (foto)catálise e de sensores. / The main aim of this work was to study the intercalation and exfoliation processes of the layered niobate H2K2Nb6O17 in aqueous solutions of n-hexylamine, n-propylamine and tetra-n-butylammonium hydroxide (TBAOH). It was evaluated the influence of the exfoliation agent in the process of separation of the niobate layers. A fixed amount of H2K2Nb6O17 was suspended in solution of the exfoliation agent, in the molar ratios amine/H+-niobate 0.25, 0.50, 0.75 and 1.0, and maintained under stirring at room temperature for 2 weeks. The deposited solid was separated from the opaque suspension (i.e., the exfoliated solid). For the characterization of the deposited solid, it was determined the chemical composition and the X-ray diffractogram, the termogravimetric curve and the infrared and Raman vibrational spectra were recorded. The dispersion of exfoliated particles was characterized by electronic spectroscopy while the exfoliated solid, for XRD, surface area measurement, SEM and HRTEM. Considering the deposited solids, the alkylamines are intercalated in a monolayer arrangement and practically oriented perpendicularly in relation to the niobate layers. The suspensions containing the molar ratios amine/H+-niobate 0.5 for the n-hexylamine and 1.0 for the n-propylamine produced the highest amount of exfoliated solid (ca. 35%). SEM images reveal that exfoliated solid is formed by flexible particles in a disorganized arrangement, very different from the K4Nb6O17 morphology. The diffractograms profile show a solid with organization only in the axis of piling up of the layers and also that in these particles the amines maintain the monolayer arrangement. The exfoliated particles contain 50% and 70% of n-hexylamine and n-propylamine, respectively, neutralizing the H+ ions of the niobate. These data show that the layers insaturation in relation to the amines seems to favor the stabilization of the exfoliated systems, once it reduces the van der Waals interactions among the carbon chains and facilitate the hydration of the layer surfaces. The deposited solids in suspension of TBAOH do not possess organic species intercalated and the suspensions containing the ratio TBA+/H+-niobate ? 0.5 produce the highest amount of dispersed solid (ca. 65%). The exfoliated solid isolated from suspensions with ratio 0.75 contains 10% of TBA+ neutralizing the H+ ions of the niobate. As the pH of the suspensions is decreased, TBA+ ion is replaced by H3O+ and the tabular particles begin to scroll. The nanotubes formation was observed to molar ratios TBA+/H+-niobate = 0.5 and 1.0, which pH values were changed to 1 and 7 respectively. The sample isolated at pH 1 presents specific area of 139 m²g?¹ while K4Nb6O17 possesses only 2 m²g?¹ . The systems containing plate and tubular particles possesses potential application in (photo)catalysis and sensors areas.

O presente trabalho teve como objetivo principal estudar os processos de intercalação e esfoliação do niobato lamelar H2K2Nb6O17 em soluções aquosas de n-hexilamina, n-propilamina e hidróxido de tetrabutilamônio (TBAOH). Procurou-se avaliar a influência do agente esfoliante no processo de separação das lamelas do niobato. Para tanto, uma quantidade fixa de H2K2Nb6O17 foi suspensa em solução do agente esfoliante, nas razões molares amina/H+-niobato iguais a 0,25, 0,50, 0,75 e 1,0, e mantida sob agitação à temperatura ambiente por 2 semanas. O sólido depositado foi separado do sobrenadante opaco (isto é, do sólido esfoliado). Para a caracterização do sólido depositado, determinou-se a composição química e registrou-se o difratograma de raios-X, a curva termogravimétrica e os espectros vibracionais no IV e Raman. A dispersão de partículas esfoliadas foi caracterizada por espectroscopia eletrônica enquanto o sólido esfoliado, por DRX, medidas de área superficial, MEV e HRTEM. Nos sólidos depositados, as alquilaminas se encontram intercaladas em um arranjo de monocamada e praticamente orientadas perpendicularmente em relação às lamelas do niobato. As suspensões contendo as razões molares amina/H+-niobato = 0,5 para a n-hexilamina e 1,0 para a n-propilamina produziram a maior quantidade de sólido esfoliado (ca. 35%). As micrografias revelam que o sólido esfoliado é formado por partículas flexíveis em um arranjo desorganizado, muito diferente da morfologia do K4Nb6O17. Os difratogramas mostram perfil de material com organização somente no eixo de empilhamento das lamelas e, ainda, que nessas partículas as aminas mantêm o arranjo de monocamadas. As partículas esfoliadas contêm 50% e 70% de n-hexilamina e n-propilamina, respectivamente, neutralizando os íons H+ do niobato. Esses dados mostram que a insaturação das lamelas em relação às aminas favorecem a estabilização dos sistemas esfoliados, uma vez que diminuem as interações de van der Waals entre as cadeias carbônicas e promovem a hidratação da superfície das lamelas. Os sólidos depositados em suspensão de TBAOH não possuem espécie orgânica intercalada e as suspensões contendo as razões TBA+/H+-niobato ? 0,5 produziram maior quantidade de sólido disperso (ca. 65%). O sólido esfoliado isolado da suspensão com razão 0,75 contém 10% de TBA+ neutralizando os íons H+ do niobato. À medida que o pH das suspensões é diminuído, o TBA+ é substituído por H3O+ e as partículas planas começam a encaracolar. Observou-se a formação de nanotubos nas razões molares TBA+/H+-niobato = 0,5 e 1,0, que tiveram o pH alterado para 1 e 7 respectivamente. A amostra isolada em pH 1 apresenta área específica de 139 m²g?¹ enquanto o K4Nb6O17 possui apenas 2 m²g?¹ . Os sistemas contendo tanto partículas tabulares quanto tubulares possuem potencial aplicação na área de (foto)catálise e de sensores. / The main aim of this work was to study the intercalation and exfoliation processes of the layered niobate H2K2Nb6O17 in aqueous solutions of n-hexylamine, n-propylamine and tetra-n-butylammonium hydroxide (TBAOH). It was evaluated the influence of the exfoliation agent in the process of separation of the niobate layers. A fixed amount of H2K2Nb6O17 was suspended in solution of the exfoliation agent, in the molar ratios amine/H+-niobate 0.25, 0.50, 0.75 and 1.0, and maintained under stirring at room temperature for 2 weeks. The deposited solid was separated from the opaque suspension (i.e., the exfoliated solid). For the characterization of the deposited solid, it was determined the chemical composition and the X-ray diffractogram, the termogravimetric curve and the infrared and Raman vibrational spectra were recorded. The dispersion of exfoliated particles was characterized by electronic spectroscopy while the exfoliated solid, for XRD, surface area measurement, SEM and HRTEM. Considering the deposited solids, the alkylamines are intercalated in a monolayer arrangement and practically oriented perpendicularly in relation to the niobate layers. The suspensions containing the molar ratios amine/H+-niobate 0.5 for the n-hexylamine and 1.0 for the n-propylamine produced the highest amount of exfoliated solid (ca. 35%). SEM images reveal that exfoliated solid is formed by flexible particles in a disorganized arrangement, very different from the K4Nb6O17 morphology. The diffractograms profile show a solid with organization only in the axis of piling up of the layers and also that in these particles the amines maintain the monolayer arrangement. The exfoliated particles contain 50% and 70% of n-hexylamine and n-propylamine, respectively, neutralizing the H+ ions of the niobate. These data show that the layers insaturation in relation to the amines seems to favor the stabilization of the exfoliated systems, once it reduces the van der Waals interactions among the carbon chains and facilitate the hydration of the layer surfaces. The deposited solids in suspension of TBAOH do not possess organic species intercalated and the suspensions containing the ratio TBA+/H+-niobate ? 0.5 produce the highest amount of dispersed solid (ca. 65%). The exfoliated solid isolated from suspensions with ratio 0.75 contains 10% of TBA+ neutralizing the H+ ions of the niobate. As the pH of the suspensions is decreased, TBA+ ion is replaced by H3O+ and the tabular particles begin to scroll. The nanotubes formation was observed to molar ratios TBA+/H+-niobate = 0.5 and 1.0, which pH values were changed to 1 and 7 respectively. The sample isolated at pH 1 presents specific area of 139 m²g?¹ while K4Nb6O17 possesses only 2 m²g?¹ . The systems containing plate and tubular particles possesses potential application in (photo)catalysis and sensors areas.

A reabsorção radicular é um evento fisiológico para os dentes decíduos. Porém, há casos em que esses dentes são mantidos à cavidade bucal além do tempo de esfoliação normal, mesmo quando os dentes permanentes sucessores estão presentes. Como são escassos os dados disponíveis sobre a real causa da retenção prolongada dos dentes decíduos, as razões exatas merecem ser investigadas. O objetivo desta pesquisa foi analisar se fatores locais (RANKL, RANK, OPG, MCP-1, RUNX2) ou sistêmicos (vitamina D, PTH, IGF-I) poderiam estar relacionados à biologia óssea e radicular em casos de retenção prolongada de dentes decíduos, com presença dos dentes permanentes correspondentes in situ, a fim de se buscar compreender possíveis etiologias do quadro. Para isso, foram selecionados pacientes com dentes decíduos em retenções prolongadas (n=14, grupo R) e pacientes sem dentes decíduos retidos (n=14, grupo C), mas com indicações ortodônticas de exodontias. Após as extrações dentais, foram coletados remanescentes do ligamento periodontal em torno das raízes dentais e amostras de sangue dos pacientes, que foram avaliados por qPCR e quimioluminescência, respectivamente. Houve diferença estatisticamente significante para RANKL (p=0,023) entre os grupos C e R, com menor expressão gênica de RANKL no grupo R. Da mesma forma, foi observada uma menor expressão de RANK no grupo R, comparado ao grupo C; contudo, essa diferença não foi significativamente diferente. Houve também um resultado próximo do valor de significância para vitamina D (p=0,0572), com níveis séricos reduzidos dessa vitamina no grupo R. Não houve diferenças estatisticamente significantes entre os grupos para os outros fatores estudados. Com base nos dados deste estudo, pode-se sugerir que menores expressões de RANKL e RANK possam estar envolvidas na retenção prolongada de dentes decíduos e que baixos níveis séricos de vitamina D também possam estar associados com o retardo na esfoliação radicular decídua. / Root resorption is a physiological event for primary teeth. However, there are cases where these teeth are maintained beyond the normal exfoliation time, even when the corresponding permanent teeth is present. Since there are few data concerning the real cause of prolonged retention of primary teeth, the exact reasons must be investigated. The aim of this study was to assess if local factors like RANKL, RANK, OPG, MCP-1, RUNX2, or systemic factors such as vitamin D, PTH and IGF-I could to be involve in the bone and root biology, in cases of persistent primary teeth, with the corresponding permanent teeth in situ. Patients with persistent primary teeth (n=14, group R) and patients without persistent primary teeth (n=14, group C), but with orthodontic indication of tooth extraction, were selected. After the teeth extractions, remaining periodontal ligament around the roots and blood samples were collected and assessed by qPCR and chemiluminescence, respectively. The present study found significant lower level of RANKL in the group R compared to group C (p=0,023). Although it was not significantly different, the level of RANK was also reduced in group R compared to group C. The expression of others local factors was similar between group R and C. Concernig systemic factors, the serum level of vitamin D were reduced in the group R compared to group C (p=0,0572) although it was not statistically significant. There were no significant differences between both groups for the others systemic studied factors. It is possible that a lower RANKL and RANK expression is involved in prolonged retention of primary teeth and our data also suggest that low serum levels of vitamin D could also be involved in the etiology of the retention.

Dentre as formas alotrópicas do carbono, o grafeno merece destaque. Este material consiste de uma monocamada atômica de carbono sp2 disposta em uma rede bidimensional cristalina hexagonal tipo favo de mel. Uma das formas de se obter o grafeno é pela esfoliação química, que consiste da oxigenação do grafite policristalino em um ambiente altamente oxigenado, formando um produto intermediário chamado de grafeno oxidado (GO). Por este método, gera-se um produto altamente estável e solúvel em água, podendo ser utilizado na construção de filmes ultrafinos. Uma das aplicações possíveis do grafeno oxidado é em sensores e biossensores, área de aplicações de novos materiais que viabilizem o diagnostico rápido, preciso, seletivo e de baixo custo, principalmente os do tipo, point-of-care. O grafeno é um forte candidato, nessa área, devido a sua alta performace e seu baixo custo de processamento. Neste trabalho, a técnica de automontagem eletrostatic layer-by-layer (ELBL) foi utilizada na construção de filmes de grafeno oxidado, juntamente com o policátion dendritico poli(amido amina) geração 4 (PAMAM-G4) em uma plataforma potenciométrica, utilizando um amplificador de instrumentação comercial AD620 como transdutor em um sensor de pH para caracterização da sensibilidade do dispositivo. Diversas técnicas espectroscópicas, óticas e morfológicas foram utilizadas para caracterizar a esfoliação química do grafite e dos filmes automontados. Através destas caracterizações mostrou-se que a esfoliação ocorreu satisfatoriamente concordando com resultados já existentes na literatura. A construção dos filmes ultrafinos ocorreu pela rápida adsorção do GO em camadas alternadas de PAMAM-G4, e o monitoramento do crescimento dos filmes foi realizado utilizando espectroscopia no UV-Vis, onde o crescimento é linear a partir da décima camada. Por microscopia de força atômica, mostrou-se que a adsorção das folhas de grafeno se dá primeiramente pelas folhas de menor número de camada (1 e 2 camadas) de GO e para camadas de número superior tem-se uma morfologia totalmente diferente da primeira. Por espectroscopia no infravermelho, mostrou-se a interação entre os dois polieletrólitos, onde há formação de ligações do tipo cross-linking entre as camadas. Medidas de potenciometria indicam a sensibilidade máxima em torno de 57 mV/pH em um substrato de ouro( sensibilidade Nerstiana), o que evidencia a sua aplicabilidade em sensoriamento e também a sua aplicação em biossensores. / Among the allotropic forms of carbon, graphene deserves special attention. This material consists of one atomic monolayer of sp2 carbon arranged in a two-dimensional hexagonal lattice type, namely \"honeycomb\". One common method to obtain graphene is -=by chemical exfoliation, which consists of oxygenation of polycrystalline graphite in a highly oxygenated medium, forming an intermediate product namely graphene oxide (GO). This method generates a highly stable and water soluble GO that can be used in the fabrication of ultrathin films. Graphene is a strong candidate for sensing, due to its high performance and low cost processing. In this dissertation, GO was obtained via chemical routs and processed in the form of ultrathin films in conjunction with polyamidoamine dendrimer (PAMAM G4) in a layered fashion using the Electrostatic Layer-by-Layer (ELBL). The GO/PAMAM films were deposited on potentiometric platforms and used as pH sensors using a commercial amplifier AD620 instrumentation as the detection technique. GO and the LbL films were characterized via spectroscopic, optical and morphological techniques. Film growth was monitored via UV-Vis spectroscopy and revealed a linear adsorption up to the tenth GO/PAMAM bilayer. AFM analyses revealed that graphene sheets containing 1 or 2 layers occurred adsorbed first on the substrates. Potentiometric measurements indicated a maximum sensitivity of ca. 57 mV/pH for GO/PAMAM films deposited on gold substrates (Nernstian Sensitivity), which demonstrates the applicability of the films in sensing and biosensing.

Orientador: Prof. Dr. Frank Nelson Crespilho / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2015. / A glicose oxidase (GOx) é a enzima redox mais estudada como biocatalizador anódico em biocélulas a combustível (BCs) de glicose, principalmente pelo alto número de turnover para oxidação de glicose. No entanto, seu sítio redox é composto pelo cofator flavina adenina dinucleotídeo (FAD), que fica localizado no interior da enzima e coberto por uma espessa camada proteica, o que limita a transferência direta de elétrons (TDE). Assim, nesta tese de doutorado propõe-se a utilização de fibras flexíveis de carbono (FFC) esfoliadas e modificadas com GOx para uso em bioânodos. Propõe-se a esfoliação química das FFC como um método para a formação carbono-edge e folhas de óxido de grafeno (OG) ancoradas na superfície das fibras (FFC-OG). Por adsorção, a GOx foi imobilizada nos eletrodos de FFC e FFC-OG, onde observou-se a TDE para ambos. No entanto, determinou-se por meio da Teoria de Marcus que a constante heterogênea de transferência de elétrons (kTE) foi duas vezes maior para o bioeletrodo contendo OG, em que a GOx apresentou um valor da energia de reorganização de 0,38 eV. Além disso, o bioeletrodo contendo OG e GOx apresentou uma resposta bioeletrocatalítica para oxidação da glicose em -0,54 V. Esses resultados comprovam que o método de esfoliação química é uma etapa importante para o desenvolvimento de bioeletrodos flexíveis de carbono aplicados em biocélulas a combustível. / Glucose oxidase (GOx) is the most studied redox enzyme as anode biocatalyst in glucose biofuel cells (BFCs), mainly by its high turnover number for glucose oxidation. However, GOx redox site consists in the cofactor flavin adenine dinucleotide (FAD), which it is located deeply buried in the enzyme and covered by a thick protein layer, which limits the direct electron transfer (DET). Thus, in this doctoral thesis we propose the use of flexible carbon fibers (FCF) exfoliated and modified with GOx for application in bioanode in BFCs. FCF chemical exfoliation is proposed as a method for obtain carbon-edge and sheets of graphene oxide (GO) anchored on the surface of the fibers (FCF-GO). By adsorption, GOx was immobilized on FCF electrodes and FCFGO, where the TDE was observed for both. However, it was determined by Marcus theory that the heterogeneous electron transfer constant (kHET) was two times higher for bioelectrodes containing GO, wherein the GOx had a reorganization energy value of 0.38 eV. In addition, the bioelectrode containing GO and GOx presented a bioelectrocatalytic response for glucose oxidation at -0.54 V. These results show that the chemical exfoliation method play an important role in the development of flexible carbon bioeletrodos applied in biofuel cells.

A reabsorção radicular é um evento fisiológico para os dentes decíduos. Porém, há casos em que esses dentes são mantidos à cavidade bucal além do tempo de esfoliação normal, mesmo quando os dentes permanentes sucessores estão presentes. Como são escassos os dados disponíveis sobre a real causa da retenção prolongada dos dentes decíduos, as razões exatas merecem ser investigadas. O objetivo desta pesquisa foi analisar se fatores locais (RANKL, RANK, OPG, MCP-1, RUNX2) ou sistêmicos (vitamina D, PTH, IGF-I) poderiam estar relacionados à biologia óssea e radicular em casos de retenção prolongada de dentes decíduos, com presença dos dentes permanentes correspondentes in situ, a fim de se buscar compreender possíveis etiologias do quadro. Para isso, foram selecionados pacientes com dentes decíduos em retenções prolongadas (n=14, grupo R) e pacientes sem dentes decíduos retidos (n=14, grupo C), mas com indicações ortodônticas de exodontias. Após as extrações dentais, foram coletados remanescentes do ligamento periodontal em torno das raízes dentais e amostras de sangue dos pacientes, que foram avaliados por qPCR e quimioluminescência, respectivamente. Houve diferença estatisticamente significante para RANKL (p=0,023) entre os grupos C e R, com menor expressão gênica de RANKL no grupo R. Da mesma forma, foi observada uma menor expressão de RANK no grupo R, comparado ao grupo C; contudo, essa diferença não foi significativamente diferente. Houve também um resultado próximo do valor de significância para vitamina D (p=0,0572), com níveis séricos reduzidos dessa vitamina no grupo R. Não houve diferenças estatisticamente significantes entre os grupos para os outros fatores estudados. Com base nos dados deste estudo, pode-se sugerir que menores expressões de RANKL e RANK possam estar envolvidas na retenção prolongada de dentes decíduos e que baixos níveis séricos de vitamina D também possam estar associados com o retardo na esfoliação radicular decídua. / Root resorption is a physiological event for primary teeth. However, there are cases where these teeth are maintained beyond the normal exfoliation time, even when the corresponding permanent teeth is present. Since there are few data concerning the real cause of prolonged retention of primary teeth, the exact reasons must be investigated. The aim of this study was to assess if local factors like RANKL, RANK, OPG, MCP-1, RUNX2, or systemic factors such as vitamin D, PTH and IGF-I could to be involve in the bone and root biology, in cases of persistent primary teeth, with the corresponding permanent teeth in situ. Patients with persistent primary teeth (n=14, group R) and patients without persistent primary teeth (n=14, group C), but with orthodontic indication of tooth extraction, were selected. After the teeth extractions, remaining periodontal ligament around the roots and blood samples were collected and assessed by qPCR and chemiluminescence, respectively. The present study found significant lower level of RANKL in the group R compared to group C (p=0,023). Although it was not significantly different, the level of RANK was also reduced in group R compared to group C. The expression of others local factors was similar between group R and C. Concernig systemic factors, the serum level of vitamin D were reduced in the group R compared to group C (p=0,0572) although it was not statistically significant. There were no significant differences between both groups for the others systemic studied factors. It is possible that a lower RANKL and RANK expression is involved in prolonged retention of primary teeth and our data also suggest that low serum levels of vitamin D could also be involved in the etiology of the retention.

Dentre as formas alotrópicas do carbono, o grafeno merece destaque. Este material consiste de uma monocamada atômica de carbono sp2 disposta em uma rede bidimensional cristalina hexagonal tipo favo de mel. Uma das formas de se obter o grafeno é pela esfoliação química, que consiste da oxigenação do grafite policristalino em um ambiente altamente oxigenado, formando um produto intermediário chamado de grafeno oxidado (GO). Por este método, gera-se um produto altamente estável e solúvel em água, podendo ser utilizado na construção de filmes ultrafinos. Uma das aplicações possíveis do grafeno oxidado é em sensores e biossensores, área de aplicações de novos materiais que viabilizem o diagnostico rápido, preciso, seletivo e de baixo custo, principalmente os do tipo, point-of-care. O grafeno é um forte candidato, nessa área, devido a sua alta performace e seu baixo custo de processamento. Neste trabalho, a técnica de automontagem eletrostatic layer-by-layer (ELBL) foi utilizada na construção de filmes de grafeno oxidado, juntamente com o policátion dendritico poli(amido amina) geração 4 (PAMAM-G4) em uma plataforma potenciométrica, utilizando um amplificador de instrumentação comercial AD620 como transdutor em um sensor de pH para caracterização da sensibilidade do dispositivo. Diversas técnicas espectroscópicas, óticas e morfológicas foram utilizadas para caracterizar a esfoliação química do grafite e dos filmes automontados. Através destas caracterizações mostrou-se que a esfoliação ocorreu satisfatoriamente concordando com resultados já existentes na literatura. A construção dos filmes ultrafinos ocorreu pela rápida adsorção do GO em camadas alternadas de PAMAM-G4, e o monitoramento do crescimento dos filmes foi realizado utilizando espectroscopia no UV-Vis, onde o crescimento é linear a partir da décima camada. Por microscopia de força atômica, mostrou-se que a adsorção das folhas de grafeno se dá primeiramente pelas folhas de menor número de camada (1 e 2 camadas) de GO e para camadas de número superior tem-se uma morfologia totalmente diferente da primeira. Por espectroscopia no infravermelho, mostrou-se a interação entre os dois polieletrólitos, onde há formação de ligações do tipo cross-linking entre as camadas. Medidas de potenciometria indicam a sensibilidade máxima em torno de 57 mV/pH em um substrato de ouro( sensibilidade Nerstiana), o que evidencia a sua aplicabilidade em sensoriamento e também a sua aplicação em biossensores. / Among the allotropic forms of carbon, graphene deserves special attention. This material consists of one atomic monolayer of sp2 carbon arranged in a two-dimensional hexagonal lattice type, namely \"honeycomb\". One common method to obtain graphene is -=by chemical exfoliation, which consists of oxygenation of polycrystalline graphite in a highly oxygenated medium, forming an intermediate product namely graphene oxide (GO). This method generates a highly stable and water soluble GO that can be used in the fabrication of ultrathin films. Graphene is a strong candidate for sensing, due to its high performance and low cost processing. In this dissertation, GO was obtained via chemical routs and processed in the form of ultrathin films in conjunction with polyamidoamine dendrimer (PAMAM G4) in a layered fashion using the Electrostatic Layer-by-Layer (ELBL). The GO/PAMAM films were deposited on potentiometric platforms and used as pH sensors using a commercial amplifier AD620 instrumentation as the detection technique. GO and the LbL films were characterized via spectroscopic, optical and morphological techniques. Film growth was monitored via UV-Vis spectroscopy and revealed a linear adsorption up to the tenth GO/PAMAM bilayer. AFM analyses revealed that graphene sheets containing 1 or 2 layers occurred adsorbed first on the substrates. Potentiometric measurements indicated a maximum sensitivity of ca. 57 mV/pH for GO/PAMAM films deposited on gold substrates (Nernstian Sensitivity), which demonstrates the applicability of the films in sensing and biosensing.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-17 / The different methods of obtaining two-dimensional materials are being researched intensively, due to their promising physical and chemical properties. Among the methods of obtaining graphene, the liquid phase exfoliation (LPE) of graphite is proving to be a relatively simple and efficient process for the production of flakes of high quality and large scale. It is primarily based on the separation of the layers of graphite in liquids, such as common organic solvents and aqueous surfactant solutions. In this work the exfoliation of graphite was performed in liquid phase by sonication in aqueous suspension in the presence of an industrial reagent. A comparison with suspensions not using the polymeric surfactant indicates that its presence is necessary, because it prevents the re-agglomeration of the layers after sonication, through the multipolar and electrostatic repulsion mechanism. This result coincides with the reports of most recent works on liquid-phase exfoliation of graphite. / Os diferentes métodos de obtenção de materiais bidimensionais estão sendo pesquisados intensamente, devido a suas promissoras propriedades físicas e químicas. Entre os métodos de obtenção de grafeno, a esfoliação em fase líquida (LPE) de grafite está demonstrando ser um processo relativamente simples e eficaz de produção de flocos de alta qualidade e em larga escala. Ela se baseia principalmente na separação das camadas de grafite em líquidos, tais como solventes orgânicos comuns e soluções surfactantes aquosas. Neste trabalho foi realizada a esfoliação de grafite em fase líquida através da sonificação em suspensão aquosa em presença um reagente industrial. A comparação com resultados usando suspensões sem o agente surfactante polimérico indica que a presença deste é necessária, pois evita a reaglomeração das camadas após a sonificação, através do mecanismo de multipolo e repulsão eletrostática. Este resultado coincide com os reportes dos trabalhos mais recentes realizados sobre esfoliação em fase líquida de grafite.

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-10-09T17:08:20Z No. of bitstreams: 2 Nei Carlos Oliveira Sousa.pdf: 4868644 bytes, checksum: 24c3d2e47ac7dfcb5a1d4f8cc23df57f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-10-25T14:52:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Nei Carlos Oliveira Sousa.pdf: 4868644 bytes, checksum: 24c3d2e47ac7dfcb5a1d4f8cc23df57f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-25T14:52:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Nei Carlos Oliveira Sousa.pdf: 4868644 bytes, checksum: 24c3d2e47ac7dfcb5a1d4f8cc23df57f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-08-17 / The graphite is an abundant and low-cost precursor for production of graphene materials that include single-layer, few-layer and multi-layers graphene sheets, graphene oxide and reduced graphene oxide. For graphene production from graphite, it is necessary to overcome the van der Waals forces which maintain the carbon nanosheets together in the graphite. Among the several methods used in liquid phase graphite exfoliation, the electrochemical exfoliation methods and, in particular, the anodic exfoliation offers diverse some attractive characteristics such as easy and safety operation, low cost, fast production (≤ 120 minutes), environmentally friendly and suitable for graphene mass production. A disadvantage concerning the anodic exfoliation is related to the oxidation of the carbon lattice which can insert defects or functional groups in the graphene sheets. In this work are described simple and fast procedures (≤ 60 min) for graphene production by using anodic electrochemical exfoliation of graphite electrodes under controlled current and a multifunctional electrolyte. The graphite flakes (area ~ 60 mm2) were exfoliated in two galvanostatic conditions: 10 and 50 mA in electrolytes containing sodium sulfate and phosphate buffer, pH 9.0 and with and without sodium sulfite, utilized to prevent oxidation processes at the graphite electrode. The material characterization by scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy and UV-Vis indicated the production of graphene nanosheets with few layers (N ≤ 5) and lateral size ranging between 5 and 30 μm, typically. The graphene yield increases when increase the sodium sulfate concentration and the intercalation current, while the defect density of graphene does not change significantly among different exfoliated materials. With the addiction of sodium sulfite in the electrolyte, the defect density of graphene sheets increased significantly. The different materials produced with current of 50 mA were used to prepare three-dimensional graphene structures in order to evaluate the specific capacitance (SC) by cyclic voltammetry. The specific capacitance values were significantly elevated and ranged from 357.1 F g-1 in 1.0 mol L -1 Na2SO4 electrolyte to 2,913.2 F g-1 in 1.0 mol L-1 H2SO4 at 1.0 mV s-1 scan rate. The materials with higher values of SC were obtained in sulfite-containing electrolytes, indicating their potentialities for application in energy storage devices. / O grafite é um precursor abundante e de baixo custo para produção de materiais de grafeno e derivados que incluem grafeno monocamada, de poucas ou de várias camadas, óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido. Para a obtenção de grafeno a partir do grafite, há a necessidade de superar as forças de van der Walls que mantém as folhas de carbono unidas na estrutura tridimensional do grafite. Entre os diversos métodos usados na esfoliação de grafite em solução, os métodos de esfoliação eletroquímica e, em particular os processos anódicos de esfoliação oferecem várias características atraentes entre elas, simplicidade e segurança de operação, baixo custo, rapidez na produção (≤ 120 minutos), são pouco agressivos ao meio ambiente e oferecem a possibilidade de produzir grafeno em escala. Uma desvantagem são os processos de oxidação que ocorrem na superfície do eletrodo de grafite e que podem inserir defeitos nas folhas de grafeno e ou grupamentos químicos nas nanoestruturas. Nesta dissertação, descreve-se procedimentos simples e rápidos (≤ 60 min) de obtenção de estruturas de grafeno através da esfoliação eletroquímica anódica de eletrodos de grafita sob corrente controlada e uso de eletrólito multifuncional. As estruturas de grafita (área ~ 60 mm2) foram esfoliados em duas condições galvanostáticas: 10 e 50 mA em meio de eletrólitos contendo sulfato de sódio e tampão fosfato, pH 9,0 na ausência e na presença de sulfito de sódio, utilizado para inibir os processos oxidativos na grafita. A caracterização do material por microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e UV-Vis indicou a produção de folhas de grafeno com poucas camadas (N ≤ 5) e tamanho lateral que variou de 5 a 30 μm. O rendimento do processo de esfoliação aumentou com o incremento da concentração de sulfato de sódio e com a corrente de intercalação, enquanto a densidade de defeitos não variou significativamente entre os diferentes materiais produzidos. Com a adição de sulfito de sódio ao eletrólito, a densidade de defeitos nas folhas de grafeno aumentou significativamente. Os diferentes materiais de grafeno produzidos sob corrente de 50 mA foram usados na preparação de estruturas tridimensionais para avaliação da capacitância específica (CE) por voltametria cíclica. Os valores de CE foram significativamente elevados e variaram de 357,1 F g-1 em eletrólito de Na2SO4 1,0 mol L-1 a 2.913,2 F g-1 em H2SO4 1,0 mol L-1 sob varredura de 1,0 mV s-1. Os materiais que mostraram valores mais elevados de CE foram obtidos em eletrólitos contendo sulfito, indicando a potencialidade para aplicação em dispositivos de armazenamento de carga.

Os \"peelings\" químicos são formulações esfoliantes utilizadas na terapêutica de queratoses actínicas, rugas, discromias pigmentares, acne vulgar e rosácea. A solução de Jessner (SJ) é amplamente usada como agente em peelings químicos. Na presente pesquisa foram empregadas formulações farmacêuticas de SJ como amostras para a determinação quantitativa simultânea das substâncias ativas. A solução alcoólica é composta de resorcinol (14%), ácido salicílico (14%) e ácido láctico (14%). Duas amostras de gel são compostas de resorcinol (30%) e ácido salicílico (20%), respectivamente. Foram desenvolvidos e validados métodos espectrofotométricos na primeira e segunda derivada no UV para a quantificação de ácido salicílico e resorcinol, respectivamente na SJ, utilizando etanol como branco e foram desenvolvidos métodos espectrofotométricos na primeira derivada no UV para a quantificação de resorcinol e ácido salicílico nas amostras em gel, utilizando ácido sulfúrico 0,1 N como branco. Quando o etanol foi utilizado como branco, as curvas de calibração foram lineares em uma faixa de concentração de 22,0 a 34,0 µg/mL (resorcinol) e de 12,0 a 24,0 µg/mL (ácidos salicílico), para os métodos na segunda e primeira derivada no UV (usando etanol como branco), ambos com coeficientes de correlação de 0,9999. Quando o ácido sulfúrico 0,1N foi utilizado como branco, as curvas de calibração foram lineares em uma faixa de concentração de 18,0 a 42,0 µg/mL (resorcinol) e de 8,0 a 32,0 µg/mL (ácido salicílico), para o método na primeira derivada no UV com coeficientes de correlação de 0,9999 e 0,9998 respectivamente. Os resultados nas amostras alcoólicas de SJ (amostras A e B) foram 104,4% de resorcinol (DPR 0,83%) e 103,2% de ácido salicílico (DPR 0,68%) enquanto que nas amostras em gel (amostras E e F) foram 101,9% de resorcinol (DPR 0,34%) e as amostras em gel C e D, 100,7% de ácido salicílico (DPR 0,28%). / Chemical peelings are exfoliating formulations used in the treatment of actinic keratosis, wrinkles, dyschromies, acne vulgaris and rosacea acne.The Jessner Solution (JS) sample is widely used as chemical peeling agent. In this research we selected a JS pharmaceutical preparation for simultaneous quantitative determination of the active components. The alcoholic solution sample is composed of resorcinol (14%), salicylic acid (14%) and lactic acid (14%); two gel samples are composed of resorcinol (30%) and salicylic acid (20%), respectively. First and second derivative UV spectrophotometric methods were developed and validated for quantitative determination of salicylic acid and resorcinol, respectively. In JS alcoholic solution, ethanol was used as background. A first derivative UV spectrophotometric method was developed for quantitative determination of resorcinol and salicylic acid in gel samples using 0.1N sulfuric acid as background. Calibration curves were linear within a concentration range from 22.0 to 34.0 µg/mL (resorcinol) and from 12.0 to 24.0 µg/mL (salicylic acid), for second and first derivative UV spectrophotometric method (ethanol as background) with a correlation coefficients of 0.9999 and 0.9999, respectively. Calibration curves were linear within a concentration range from 18,0 to 42,0 µg/mL (resorcinol) and from 8.0 to 32.0 µg/mL (salicylic acid), for first derivative UV spectrophotometric method (0.1N sulfuric acid as background) with correlation coefficients of 0.9999 and 0.9998, respectively. The alcoholic samples of JS (sample A and B) presented 104.4% of resorcinol (RSD 0.83%) and 103.2% of salicylic acid (RSD 0.68%) while the gel samples (sample E and F) presented 101.9% of resorcinol (RSD 0.34%) and gel sample C and D, 100.7% of salicylic acid (RSD 0.28%).