Orientadores: Eduardo Granado Monteiro da Silva, Fernando Iikawa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T03:52:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ardito_FabioMachado1984-_D.pdf: 17276184 bytes, checksum: 26e823f6c84e2068348c69f11dbd1424 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O célebre efeito Hall quântico semi-inteiro no grafeno é uma consequência direta dos níveis de Landau característicos previstos pela equação de Dirac. Apesar de se saber que os níveis de Landau devam ser tão estreitos quanto possível para que os efeitos de mecânica quântica relativística sejam realçados, pouca informação sobre os mecanismos mais relevantes que levam ao alargamento destes níveis em grafeno está disponível atualmente. Nesta tese, experimentos de micro-Raman a baixas temperaturas e campos magnéticos de até 15~T foram feitos em tipos diferentes de amostras de grafeno: monocamadas e bicamadas depositadas sobre um substrato de Si/SiO$_2$; e multicamadas produzidas sobre SiC. As larguras das transições interbanda entre níveis de Landau são obtidas pela análise do amortecimento das ressonâncias magneto-fônon que ocorrem quando transições opticamente ativas entre níveis de Landau cruzam a energia do fônon E$_{2g}$. A partir de uma análise quantitativa das larguras dependentes do índice de cada transição, encontramos que amostras produzidas por meios distintos mostram mecanismos de alargamento de níveis de Landau amplamente diferentes. O alargamento na amostra com multicamadas é causado por uma distribuição nas velocidades de Fermi ($\delta v_F \sim 8.7\times10^4$~m/s) possivelmente devida a flutuações residuais nas interações entre camadas, enquanto o alargamento em monocamadas é devido, principalmente, à presença de pseudo-campos magnéticos ($\delta B_{strain}=1.7$~T para nossa amostra) criados por tensões na rede através de interações com o substrato. A busca por métodos de fabricação de grafeno com qualidade eletrônica superior precisa levar em conta estes dois tipos de mecanismos de alargamento / Abstract: The famous half-integer quantum hall effect in graphene is a direct consequence of the characteristic Landau levels predicted by the Dirac equation. Albeit minimal Landau level widths are mandatory to reinforce the relativistic quantum effects under low magnetic fields, little information on the most relevant mechanisms leading to Landau level broadening in graphene samples is presently available. In this thesis, micro-Raman experiments at low temperatures and fields up to 15 T were performed on distinct graphene samples, namely a natural single-layer and a bilayer graphene flake deposited over a Si/SiO$_2$ substrate; and a multilayer epitaxial graphene sample produced on SiC. The interband Landau level transition widths are obtained by an analysis of the damping of the magnetophonon resonances that occur when optically active Landau level transitions cross the energy of the $E_{2g}$ phonon. We find, by means of a quantitative analysis of the index-dependent Landau level transition widths, that graphene samples produced by such distinct routes show largely different dominant Landau level broadening mechanisms. In fact, the broadening in multilayer epitaxial graphene is caused by a distribution of Fermi velocities ($\delta v_F \sim 8.7\times10^4$~m/s), possibly due to fluctuations of residual interlayer graphene interactions, while the Landau level broadening in single-layer graphene is mainly due to the presence of random strain-induced pseudo-magnetic fields ($\delta B_{strain}=1.7$ T for our sample) caused by interactions with the substrate. Search for production methods of graphene with optimal electronic quality must take into account both possible Landau level broadening mechanisms / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / CAPES

Orientadores: Eduardo Granado Monteiro da Silva, Gaston Eduardo Barberis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-31T00:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_DaniloRigitanoGomes_M.pdf: 3482148 bytes, checksum: b0e5e19407a3aa53a6a788e88a435a94 (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: LiNiPO4 é um isolante antiferromagnético com spins (S=1) de íons Ni 2+ localizados e um alto acoplamento magnetoelétrico abaixo de T N =20,8K. Medidas de espalhamento Raman polarizado em monocristais dessa estrutura ortorrômbica mostram, além do espectro de fônons, um sinal característico a valores baixos de número de onda (<100cm -1 ), que são independentes de campo magnético aplicado ao longo da direção do eixo a. Em polarização X(ZZ)-X, este sinal pode ser bem modelado pela teoria de Fleury-Loudon de espalhamento Raman por dois mágnons e usando um Hamiltoniano de Heisenberg com parâmetros de troca dos cinco primeiros íons vizinhos e dois de anisotropia. Essas constantes foram refinadas usando nossos dados de espalhamento Raman com dados previamente publicados de espalhamento inelástico de nêutron (INS, Jensen et al., Phys. Rev. B 79, 092413 (2009)) por um procedimento de fitting de simulated annealing, sendo consistentes com os parâmetros extraídos exclusivamente das medidas de INS. Em polarização X(ZY)-X, dois outros picos foram observados na fase de estado magneticamente ordenado, não atribuíveis a espalhamento por dois mágnons. Medidas similares de espectroscopia Raman foram realizadas para LiCoPO 4 mas o sinal obtido foi insuficiente para identificar a contribuição advinda das excitações magnéticas / Abstract: LiNiPO4 is an antiferromagnetic insulator with localized Ni 2+ spins (S=1) and large magnetoelectric coupling below T N =20.8K. Polarized Raman scattering experiments in a single crystal with ortorhombic structure show, besides the phonon spectra, extra features at low wavenumbers (<100cm -1 ) below T N , which are independent of applied magnetic fields along a-direction. In X(ZZ)-X polarization, this signal could be well modeled by the Fleury-Loudon theory of two-magnon Raman scattering, using a Heisenberg Hamiltonian with five nearest-neighbor exchange and two anisotropy parameters. These constants were refined using our Raman-scattering data and previously published inelastic neutron scattering data (INS, Jensen et al., Phys. Rev. B 79, 092413 (2009)) through a simulated annealing fitting procedure, being consistent to parameters extracted using INS data alone. In X(YZ)-X polarization, two extra peaks are observed in the magnetically ordered state, not attributable to two-magnon scattering. Similar measurements were taken for LiCoPO 4 , however the observed signal was insufficient to identify the contribution from magnetic excitations / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1372841/2014 / CAPES

Técnicas espectroscópicas vibracionais Raman e infravermelho foram utilizadas no estudo conformacional de algumas proteínas de interesse biológico, no que se refere a aspectos estruturais de seus esqueletos polipeptídicos e microambientes de cadeias laterais de certos resíduos de aminoácidos. O trabalho foi dividido em dois grupos, de acordo com os sistemas em estudo: a) Toxina &#947; do veneno de escorpião brasileiro Tityus serrulatus. A análise vibracional revelou que o esqueleto polipeptídico dessa proteína consiste de diferentes estruturas secundárias, com predominância de folhas &#946;, seguida por estruturas do tipo não regular e &#945;-hélice, com alguma evidência de dobras &#946;. Conformação gauche-gauche-gauche foi detectada para os segmentos CCSSCC das quatro pontes dissulfeto. A intensidade do dubleto Raman da Tyr a 853 e 828 cm-1 indicou que 4 dentre 5 resíduos de Tyr encontram-se expostos na superficie molecular. Também há indicações de que os 3 resíduos de Trp apresentem localização externa. Sob o ponto de vista qualitativo, as características conformacionais da toxina no estado sólido amorfo e em solução são virtualmente as mesmas. b) Fosfolipases A2 de pâncreas de porco e de Crotalus durissus terrificus. Mudanças confarmacionais foram detectadas para as moléculas de fosfolipase como consequência de diferentes condições experimentais tais como mudança de estado físico, presença de certas espécies iônicas e interação com um análogo de substrato e com o próprio substrato. Características conformacionais discrepantes foram observadas para a forma sólida amorfa e forma cristalina da fosfolipase pancreática. Transições conformacionais foram detectadas para a transformação zimogênio &#8594; fosfolipase A2 e diferentes conteúdos estruturais foram calculados para a forma tóxica e atóxica dessa enzima. Todas essas mudanças conformacionais envolveram basicamente a arquitetura do esqueleto polipeptídico, não afetando a conformação das cadeias laterais dos resíduos de amino ácidos. As pontes dissulfeto apresentaram consistentemente uma conformação ggg a qual não foi perturbada por nenhuma das condições experimentais empregadas. A ocorrência externa de resíduos de triptofano constituiu uma característica comum para os sistemas ensaiados, assim como a localização predominante de residuos de tirosina em microambientes hidrofílicos, provavelmente na superficie molecular. / Raman and infrared spectroscopies were used to investigate conformational features of some proteins of biological interest, in what concerns structural aspects of their polypeptide backbones and microenvironments of certains amino acid residue side-chains. The work has been divided in two groups as related to the systems studied: a) Toxin &#947; from the venom of Brazilian scorpion Tityus serrulatus. The vibrational analysis has revealed that the protein polypeptide backbone consists of different secondary structures, with predominance of &#946;-sheet, followed by unordered structure and &#945;-helix, with some evidence of &#946;-turns. A gauche-gauche-gauche (ggg) conformation for the CCSSCC fragments of the four dissulfide bridges has been detected. The intensity of the Tyr Raman doublet at 853 and 828 cm-1 indicated that 4 out of the 5 Tyr residues are exposed at the molecular surface. External localization of the 3 Trp residues has also been indicated. Under a qualitative point of view, conformational features of the toxin the amorphous solid state and in solution were virtually the same. B) Crotalus durissus terrificus and porcine pancreatic phospholipases A2. Conformational changes were detected for the phospholipases molecules as a consequence of different conditions such as change of physical state, presence of certain ionic species and interaction with a model substrate analog and with the substrate itself. Amorphous and crystalline solid pancreatic phospholipases presented discrepant conformational features. Conformational transitions were detected for the pancreatic zymogen &#8594; phospholipase A2 transformation and different secondary structures contents were observed for the toxic and the non toxic phospholipase melecules. All those structural changes heve been shown to involve primarily the architecture of the polypeptide backbone rather than the conformation of amino acid residue side-chains. Disulfide bridges have shown consistently a ggg conformation which has not been disturbed by any of the experimental conditions employed. The external occurrence of tryptophan residues has been a common feature for the systems assayed, as well as the predominant localization of tyrosine residues in hydrophylic environments, probably at the molecular surface.

Submitted by Jakeline Ortega (jakortega@unoeste.br) on 2018-09-21T20:10:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Viviane Ribas Pereira PDF.pdf: 2053033 bytes, checksum: 480912202f53c9af07d7ace2942faf4f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T20:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Viviane Ribas Pereira PDF.pdf: 2053033 bytes, checksum: 480912202f53c9af07d7ace2942faf4f (MD5) Previous issue date: 2018-04-14 / Difenoconazole, a fungicide of the triazoles group, is widely used during the cultivation of passion fruit, orange, strawberry, papaya and other crops. Respiratory return and in the public health space, as it can affect the population through the consumption of contaminated food. Thus, the present study was evaluated as an experimental challenge on sperm quality, from an experimental model. For this, Wistar males (45 days) were divided into 4 experimental groups (n = 10 / group): control and exposed to 5 (DA), 10 (DB) and 50 (DC) mg / kg / day of diphenoconazole, via gavage for 30 consecutive days. During the exposure period, the animals were followed for clinical signs of toxicity, water and feed intake and body weight. Throughout this period, the reproductive organs, liver and kidneys were collected and weighed. Spermatozoa were submitted to evaluation of motility, morphology, vitality, acrosome and Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). The testis and epididymis were scaled for sperm counts. For the original network learning test, the Bayes classifier (BAY), K-Nearest Neighbors (K-NN) and Support Vector Machine (SVM). The results were compared by ANOVA with Tukey posterior test, and the Kruskall-Wallis test with Dunn a posteriori, considering p <0.05. Body weight and reproductive organs, liver and culture are not altered during exposure to the fungicide. The progressive motility, the acrosomal membrane and the percentage of spermatozoa were the variables used in the variables DB and DC in relation to the joint control. Already vitality was only doubled in the DC group. In addition, sperm indices were not tested and were reduced in the three groups exposed. SERS measurements resulted in changes in the sperm bands of the DC group in relation to the control. The computational analysis identified the presence of a standard for the experimental groups with good classification in the SVM test (≥ 80% accuracy). Thus, the exposure of Wistar rats to doses of the difenoconazole fungicide may be reduced by reducing the sperm quality, with the classification pattern of exposure groups. / O difenoconazol, um fungicida do grupo dos triazóis, é amplamente utilizado durante o cultivo de maracujá, laranja, morango, mamão e em outras culturas. Sua intensa utilização traz preocupações ambientais e no âmbito da saúde pública, visto que, pode afetar a população através do consumo de alimentos contaminados. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da exposição ao difenoconazol sobre a qualidade espermática, de um modelo experimental. Para isso, foram utilizados ratos machos Wistar (45 dias) divididos em 4 grupos experimentais (n=10/grupo): controle e expostos a 5 (DA), 10 (DB) e 50 (DC) mg/kg/dia de difenoconazol, via gavagem por 30 dias consecutivos. Durante o período de exposição, os animais foram acompanhados em relação aos sinais clínicos de toxicidade, consumo de água e ração e peso corpóreo. Ao término deste período, os órgãos reprodutivos, fígado e rins foram coletados e pesados. Os espermatozoides foram submetidos à avaliação da motilidade, morfologia, vitalidade, integridade acrossomal e análise de Espectroscopia de Espalhamento Raman Amplificado em Superfície (SERS). O testículo e o epidídimo direito foram coletados para as contagens espermáticas. Para o teste de aprendizado de máquina foram utilizados quatro algoritmos de reconhecimento de padrões: Artificial Neural Network (ANN), Bayes Classifier (BAY), K-Nearest Neighbors (K-NN) e Support Vector Machine (SVM). Os resultados foram comparados por ANOVA com o teste “a posteriori” de Tukey, e o teste de Kruskall-Wallis, com “a posteriori” de Dunn, considerando p<0,05. O peso corpóreo e dos órgãos reprodutivos, fígado e rins não sofreram alterações significativas após a exposição ao fungicida. A motilidade progressiva, a integridade da membrana acrossomal e a porcentagem de espermatozoides morfologicamente normais foram reduzidas nos grupos DB e DC em relação ao grupo controle. Já a vitalidade foi reduzida apenas no grupo DC. Além disso, os números de espermatozoides no testículo e no segmento cabeça/corpo do epidídimo e a produção diária de espermatozoides foram reduzidos nos três grupos expostos. As medidas de SERS mostraram alterações nas bandas dos espectros dos espermatozoides do grupo DC em relação ao controle. A análise computacional identificou a presença de um padrão para os grupos experimentais com boa classificação no teste SVM (≥ 80% de acurácia). Assim, concluiu-se que a exposição de ratos Wistar a diferentes doses do fungicida difenoconazol pode reduzir a qualidade espermática, com reconhecível padrão de classificação de grupos de exposição.

Filmes de Carbono Tipo Diamante (DLC) foram preparados por técnica de eletrodeposição sobre ligas de alumínio AA2024-T3 utilizando etanol. A eletrólise do etanol ocorreu sob tensão constante de 1200 V ou 800 V, feita por 3, 8 e 24 h. Os filmes DLC foram caracterizados por espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoemissão de raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Os filmes DLC eletrodepositados são compostos por grãos pequenos e compactos e parecem ser uniformes, suaves e homogêneos com uma estrutura influenciada pelo tempo e tensão aplicada. Os espectros XPS dos filmes preparados indicaram que o carbono e o oxigênio são os principais constituintes. Os espectros Raman dos filmes mostraram a presença de dois picos localizados em 1373 e 1574 cm-1, relativos aos picos D e G, com proporção das alturas dos picos ID/IG de 0,71, o que confirmaram a formação do filme DLC. Esses espectros confirmaram a natureza amorfa de todos os filmes DLC depositados. O comportamento eletroquímico mostra uma tendência de bloqueio dos poros com aumento do tempo de imersão (1h até 30 dias) em solução de NaCl 0,05 molL-1 na película DLC (eletrodepositada a 1200V em 24 horas), o que mostra uma pseudoresistência devido aos produtos de corrosão nos poros do filme DLC. / Diamond-like carbon (DLC) films were prepared by electrodeposition technique on AA2024-T3 aluminum alloy in ethanol. Electrolysis of ethanol under constant voltage of 1200 V or 800 V is made by 3, 8 and 24 h. The DLC films were characterized by Raman spectroscopy, X-ray photoemission spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (MEV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The electrodeposited DLC films composed of small and compact grains and seem to be uniform, smooth and homogeneous with a structure influenced by the time and voltage applied. The XPS spectra of the prepared films indicated that carbon and oxygen are their main composition. Raman spectra of films showed the presence of two peaks located at 1373 and 1574 cm -1related to the D and G peaks, and they have the proportion of peak heights ID/IG equal to 0,71, which confirmed the formation of DLC film. These spectra confirmed the amorphous nature of all deposited DLC films. The electrochemical behavior shows a character of pores blockage with increase of immersion time (1h until 30 days) in 0,05 molL-1 NaCl solution of DLC film (electrodeposited at 1200 V by 24 hours) which shows a pseudo resistance due to corrosion products into pores of DLC film.

Um dos principais desafios no sensoriamento químico e biológico se encontra na detecção de traços de uma dada substância (analito), podendo chegar ao regime de detecção de uma única molécula. Uma forma de se obter este regime de detecção é por meio de análises utilizando a técnica SERS (Surface-Enhanced Raman Spectroscopy) utilizando substratos contendo nanoestruturas metálicas. Neste contexto, um material compósito formado por nanopartículas de ouro localizadas abaixo da superfície de um polímero, o polimetilmetacrilato (PMMA), foi estudado para a utilização como substratos para SERS. Neste trabalho, as nanopartículas foram produzidas através da implantação iônica de baixa energia (49 eV) de ouro em filme fino de PMMA utilizando plasma de arco catódico. O diâmetro médio da nanopartícula para dose de 0,75 x 1016 átomos/cm2 é de (4,25 ± 0,02) nm. Verificou-se que, utilizando esta técnica, as nanopartículas são formadas a uma profundidade de 10 nm abaixo da superfície do polímero. Utilizando esse material como substrato SERS, análises com analito Rodamina 6G (R6G) foram realizadas, e como fonte de excitação, um laser com comprimento de onda de 633 nm. Desta forma, verificou-se a presença dos picos característicos da R6G com concentração de 10 M, nos espectros obtidos, o que não foi possível para um substrato de PMMA sem implantação de ouro. Neste trabalho, pôde-se verificar que a dose utilizada na implantação iônica influencia na intensidade do espectro, de forma que foi observado o aumento da intensidade do sinal SERS com o aumento da dose de implantação no intervalo de 0,64 a 1,02 x 1016 átomos/cm2. Outro efeito observado foi a ocorrência de uma maior intensidade do sinal SERS quando se mantém a camada de PMMA sobre a camada compósita, isto é, sem expor as nanopartículas através da remoção da camada de polímero acima delas. Este comportamento pode ser explicado pelo efeito do intumescimento d solução de R6G, que pode favorecer o aprisionamento das moléculas de R6G na camada de polímero sobre a camada compósita. O melhor resultado foi obtido ao aquecer os substratos a 150 °C por 6 horas. O aquecimento, ao contrário do que se imaginava, não aumenta o tamanho da nanopartícula, mas torna a distribuição de geometrias das nanopartículas mais homogênea, fato que é corroborado através das micrografias obtidas por microscopia eletrônica de transmissão e pelas análises estatísticas. Utilizando a técnica de Espectrofotometria na região Ultravioleta-Visível (UV-Vis) para análise dos substratos que passaram pelo aquecimento, verificou-se um deslocamento de aproximadamente 40 nm do pico de extinção, para a região do vermelho, no espectro do substrato sem a camada de PMMA sobre a camada compósita, além de uma diminuição da extinção. Este resultado indica que a camada de PMMA sobre as nanopartículas influencia as propriedades da camada de PMMA. Além disso os espectros UV-Vis obtidos após o aquecimento dos substratos também corroboram o fato de que há alteração na geometria das nanopartículas. / One of the main challenges in chemical and biological sensing lies in the detection of traces of a given substance (analyte) and can reach the detection regime of a single molecule. One way of obtaining this detection regime is through the Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) technique using substrates containing metal nanostructures. In this context, a composite material formed by gold nanoparticles buried in the surface of a polymer, polymethylmethacrylate (PMMA) has been studied as substrates for SERS. In this work, the nanoparticles were produced by low energy gold ion implantation (49 eV), in thin film of PMMA, using cathodic arc plasma. We found that, using this technique, the nanoparticles are formed 10 nm below the surface of the polymer, with mean nanoparticle diameter of (4.25 ± 0.02) nm at a dose of 0.75 x 1016 atoms/cm2. Using this material as SERS substrate, we performed analyzes with analyte Rhodamine 6G (R6G), and as a source of excitation, a laser with wavelength of 633 nm. In this way, we verified the presence of the characteristic peaks of Rhodamine 6G, with concentration of 10 M, which was not possible for a PMMA substrate without gold implantation. In this work, it was verified that the dose used in the gold ion implantation influences the intensity of the spectrum, so that the increase of the SERS signal intensity was observed with the increase of the implantation dose in the range of 0.64 x 1016 to 1.02 x 1016 atoms/cm2. Another observed effect was the occurrence of a higher intensity of the SERS signal when the PMMA layer was maintained on the composite layer, i.e. without exposing the nanoparticles by removing the polymer layer above them. This behavior can be explained by the swelling effect, which may favor the entrapment of R6G molecules in the polymer layer above the composite layer. The best signal was obtained after annealing the substrates at 150 °C for 6 hours. The annealing does not increase the size of nanoparticles, but makes the distribution of geometries more homogeneous, a fact that is corroborated by the micrographs obtained by transmission electron microscopy and by the statistical analyzes. Using the Spectrophotometry technique in the Ultraviolet-Visible (UV-Vis) region, there was a redshift of approximately 40 nm of the extinction peak of the sample without the PMMA layer above the composite layer, in addition there was a decrease in the extinction. Also, the obtained UV-Vis spectra of the annealed sample corroborate to the fact that there is alteration in the nanoparticles geometry.

Orientador: João Carlos Silos Moraes / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização estrutural de filmes finos a base de TeO2 usando o método Pechini. Os filmes finos foram produzidos seguindo a estequiometria 80TeO2–20Li2O (% molar), utilizando como precursores metálicos o ácido telúrico (H6TeO6) e o carbonato de lítio (Li2CO3). Os materiais precursores foram solubilizados em solução aquosa de ácido cítrico sob aquecimento para obtenção de um citrato metálico, o qual foi acrescido de etilenoglicol para polimerização. A resina polimérica obtida foi depositada sobre dois diferentes substratos, vidro e silício cristalino, pela técnica de spin-coating, para a obtenção dos filmes finos. Em substratos de vidro, a pirólise ocorreu a 300°C e o tratamento térmico foi realizado à 400°C e nos substratos de Si, os filmes foram pirolisados a 500°C e tratados termicamente em 600°C. A caracterização dos filmes foi realizada por meio das técnicas de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva e Raman. Os filmes obtidos apresentaram espessuras da ordem de micro a nanômetros e, dos dados de Espectroscopia de Energia Dispersiva, foi possível acompanhar a transformação do Te metálico para as fases do TeO2. Dos dados de difração de raios X e Raman foi possível identificar e observar a transição entre as fases γ e α-TeO2. A qualidade dos filmes finos obtidos usando a rota estabelecida neste trabalho, demonstra a viabilidade da produção de filmes finos a base de tel... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work is the synthesis and structural characterization of thin films based on TeO2 using the Pechini method. The thin films were produced following the stoichiometry 80TeO2-20Li2O (mol%) using telluric acid (H6TeO6) and lithium carbonate (Li2CO3) as metallic precursors. The precursor materials were solubilized in aqueous solution of citric acid under heating to obtain a metal citrate, which was added with ethylene glycol for polymerization. The obtained polymer resin was deposited on two different substrates, glass and crystalline silicon, by the spin-coating technique, to obtain the thin films. On glass substrates, the pyrolysis occurred at 300°C and the heat treatment was performed at 400°C, and on the Si substrates, the films were pyrolyzed at 500°C and thermally treated at 600°C. The films were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, dispersive energy and Raman spectroscopy. The films obtained presented thicknesses of the order of micro to nanometers and, from the data of Dispersive Energy Spectroscopy, it was possible to follow the transformation of the metallic Te to the phases of TeO2. From the X-ray and Raman diffraction data it was possible to identify and observe the transition between the γ and α-TeO2 phases. The quality of the thin films obtained through the route established in this work, demonstrates the practicability of the preparation of tellurium based thin films by the Pechini method. / Mestre

Este estudo empregou anticorpos que podem ser peças chaves no eventual desenvolvimento de imunossensores, devido as suas características de seletividade e consequente determinação de espécies de interesse em análises clínicas, ambiental, saúde publica, entre outros. Para isto, foram feitos estudos de espectros Raman e SERS de anticorpos inteiros e/ou fragmentados (IgG humana, anti-IgG humana (H+L) e anti-IgG humana (Fab2)). Com isto, foram conhecidos os principais modos vibracionais destas biomoléculas que são úteis para a proposta de se construir imunossensores. Ambas as técnicas fornecem informações a respeito da estrutura secundária de proteínas. Quando há a imobilização dessas biomoléculas sobre superfícies SERS-ativas, é possível determinar a sua orientação. Considerando-se que na técnica SERS existe a possibilidade de se detectar uma molécula, por meio de hot spots, é importante que as imunoglobulinas estejam sem impurezas como, por exemplo, a albumina e transferrina no caso de anticorpos provenientes do soro humano. Assim, foram feitos experimentos de purificação dos anticorpos por meio de colunas de afinidade contendo proteína A, G ou uma mistura de A e G imobilizadas e, também, separação baseada no ponto isoelétrico. Testou-se a capacidade de ligação (quimissorção) de IgG humana ou de seus fragmentos F(ab)\' sobre superfícies de ouro por meio da técnica QCM-D. Para o estudo de superfícies SERS-ativas foram sintetizadas nanopartículas de ouro (NP-Au), com a aquisição de espectros de extinção no UV-Vis e obtenção de imagens MEV para caracterizá-las. Também, foram feitas variações no preparo de nanocubos de ouro (NC-Au) para obtenção de nanobastões de ouro (NB-Au), tendo-se em vista que estruturas com pontas favorecem a intensificação do sinal Raman em superfícies SERS-ativas. Por fim, considerando-se a existência de diversas ligações S-S, principalmente na região denominada dobradiça, no espectro SERS de IgGh diluída e do fragmento F(ab)\' constatou-se o surgimento de uma banda característica de C-S em 679 cm-1. Por isso, foi feita uma proposta da possível orientação desses anticorpos não fragmentados para que assumissem uma orientação sobre as superfícies SERS-ativas com características semelhantes às dos fragmentos F(ab)\'. / This study used antibodies that can be key elements in the possible evelopment of immunosensors, due to its selectivity and the consequent determination of species of interest in clinical analysis, environmental, public health, among others. For this, Raman and SERS spectra studies were made of whole and/or fragmented antibodies (human IgG, anti-human IgG (H + L) and anti-human IgG (Fab2)). With this, it were known the main vibrational modes of these biomolecules, useful for the proposal to assemble immunosensors. Both techniques provide information on the secondary structure of proteins. When these biomolecules are immobilized on SERS-active surfaces, it is possible to determine their orientation. Considering that, in the SERS technique, it is possible to detect a molecule through hot spots, it is important that the immunoglobulins are free of impurities, such as albumin and transferrin in the case of antibodies from human serum. Thus, purification experiments of antibodies were made via affinity columns containing protein A, G or a mixture of A and G immobilized and also separation based on isoelectric point. It was tested the binding capacity (chemisorption) of human IgG or its F(ab)\' on gold surfaces by means of QCM-D technique. For the study of SERS-active surfaces of gold nanoparticles were synthesized (Au-NP), with the acquisition of extinction spectra in the UV-Vis and obtaining SEM images to characterize them. Also, changes were made in the preparation of nanocubes gold (Au-NC) to obtain gold nanorods (Au-NR), having in view that ends with structures favor the enhancement of Raman signal on SERS-active surfaces. Finally, considering the existence of various S-S links, particularly in the region called hinge, in the SERS spectrum of diluted hIgG and F(ab)\', it was found the display of a characteristic band C-S 679 cm-1. Therefore, a proposal was made about the possible direction of these non-fragmented antibodies to assume an orientation on the SERS-active surfaces with similar characteristics to the F(ab)\'

A adição de sais de lítio à líquidos iônicos gera mudanças em propriedades físicas relevantes, que comprometem sua possível aplicação em baterias de lítio, como aumento de viscosidade e redução da condutividade iônica. Possíveis causas para tais efeitos foram estudadas através da utilização de Espectroscopia Raman e Espectroscopia de Efeito Óptico Kerr. Foram estudadas as misturas dos liquídos iônicos: 1-butil-3metilimidazólio, N-(3- etóxietil)-N-metilmorfolínio e cátion 1-(3-etóxietil)-2,3-dimetilimidazólio possuindo em comum o contra-íon bis(trifluorometanosulfonil)imideto com diferentes concentrações de bis(trifluorometanosulfonil)imideto de lítio. O trabalho se dividiu em duas etapas principais, na primeira utilizou-se a espectroscopia Raman e observou-se o desdobramento da banda referente ao ânion em aproximadamente 740 cm-1, em dois diferentes picos, após a adição de lítio ao sistema. Esta observação forneceu indícios da ocorrência de mudanças estruturais possivelmente relacionadas a formação de agregados entre os ânions e o Li+. A partir destes resultados a obtenção de um valor aproximado para o número de coordenação médio dos cátions Li+ foi possível através da comparação da intensidade relativa dos dois picos para diferentes concentrações de sal. Foi ainda estudado o efeito da adição de água no sistema, causando o desaparecimento do pico Raman formado após a adição do sal de lítio, o que evidencia a capacidade da mesma de reduzir o efeito de agregação dos ânions ao redor do Li+. Na segunda etapa do trabalho, a técnica de espectroscopia de efeito óptico Kerr via detecção heterodina foi utilizada para a observação do perfil de relaxação orientacional nos sistemas descritos acima, a fim de examinar mudanças nos processos dinâmicos presentes após a adição sal inorgânico ao sistema. Os resultados foram analisados no contexto da teoria de acoplamento de modos, de maneira que utilizou-se um modelo fenomenológico desenvolvido através da observação de diferentes sistemas e da aplicação das equações propostas no modelo esquemático de Sjögren para a descrição da função de correlação polarizabilidade-polarizabilidade obtida pelo experimento. Os parâmetros encontrados demonstraram um alto grau de concordância com as observações estruturais observadas na primeira etapa, fornecendo evidências de que o lítio é capaz de afetar as estruturas locais presentes no líquido iônico puro de uma maneira similar ao efeito Chemla. O trabalho demonstrou que os mesmos princípios necessários para a síntese de líquidos iônicos a temperatura ambiente, primando a redução das interações atrativas entre os cátion e ânions para a estabilização da fase líquida, possui como efeito colateral o fato de que diversas moléculas apresentam interações mais fortes com seus íons alterando suas propriedades, neste caso prejudicando a utilização de líquidos iônicos como solventes alternativos em baterias de lítio. / The introduction of lithium salts to room temperature ionic liquids causes unwanted changes to the electrochemically relevant properties of these compounds, such as increase in viscosity and the reduction of ionic conductivity. Possible causes for these effects were studied with spectroscopic techniques such as Raman spectroscopy and Optical Kerr Effect spectroscopy. Mixtures of three different ionic liquids containing the cations: 1-butyl-3- methylimidazolium, N-(3-etoxyethyl)-N-methylmorfolinium and cátion 1-(3-etoxyethyl)-2,3- dimethylimidazolium and possessing the common counter ion bis(trifluoromethane sulfonyl)imide with lithium bis(trifluoromethane sulfonyl)imide. This work was divided in two parts, the first consisting of the use of Raman spectroscopy and the observation of the changes in the 740 cm-1 peak, pertaining to anion vibration after the introduction of lithium to the system, shown as the appearance of a new peak at higher frequencies. The approximate average lithium coordination number was determined by comparison of the relative intensities for different salt concentrations. The effect of water absorption in this system was also observed, showing that water molecules tend to hinder the formation of aggregates between the anion and Li+. The second step was carried out with the use of optically heterodyne detected optical Kerr effect spectroscopy to the analysis of the orientational relaxation profile for the systems described above. Results were analyzed through the application of Mode Coupling Theory models, both a phenomenological model obtained by the observation of different classes of liquids and the Mode Coupling Schematic model proposed by Sjögren were used to describe the polarizability-polarizabilty correlation function obtained from the experiments. The parameters obtained showed a high degree of correlation with the results obtained in the first part indicating that the introduction of a highly polarizing cation to the pure ionic liquid causes an effect similar to the Chemla effect observed in inorganic salt mixtures. The work showed evidences that the same principles used for the synthesis of room temperature ionic liquids, i.e. the reduction of attractive interactions between cation and anion or the addition of alkyl chains to reduce symmetry, result in various different compounds showing stronger interactions with the different ions resulting in changing properties, in this case hindering the use of ionic liquids as alternative green solvents for lithium ion batteries.

Neste trabalho realizou-se um estudo espectroscópico vibracional do dissulfeto de carbono, CS2, puro e em misturas binárias com diferentes solventes moleculares, a fim de investigar as interações soluto/soluto e soluto/solvente. Os solventes utilizados para esse estudo foram diclorometano (CH2Cl2), clorofórmio (CHCl3), clorofórmio deuterado (CDCl3), benzeno (C6H6) e tetracloreto de carbono (CCl4); e as técnicas utilizadas foram as espectroscopias Raman e infravermelho (IV). A análise das bandas Raman do CS2 que formam o dubleto de Fermi (v1-2v2) permite determinar uma série de valores empíricos, chamados de parâmetros de ressonância de Fermi, dentre os quais, o coeficiente de acoplamento de Fermi (W) foi o mais utilizado neste trabalho. Os diferentes valores de W nos diferentes meios são consequência das forças das interações intermoleculares existentes entre CS2/CS2 e CS2/solvente. Os experimentos demonstraram que os valores de W em todas as misturas binárias investigadas aumentam à medida que a fração molar de CS2 diminui. Isto sugere que quando o CS2 é solvatado por diferentes moléculas, há um aumento da anarmonicidade, dependendo do tipo de interação. A análise da banda atribuída ao modo de deformação angular do CS2, v2, realizada a partir dos espectros no infravermelho sugere que em misturas binárias existem dois regimes de solvatação na solução, uma referente às interações CS2/ CS2, onde as moléculas de CS2 estão preferencialmente solvatadas por moléculas de CS2 e outro regime de solvatação referente às interações CS2/solvente, onde CS2 está solvatado por moléculas do solvente em questão. / In this work has performed a vibrational spectroscopic investigation of carbon disulphide, CS2, neat and in binary mixtures with different molecular solvents, aiming at understanding the solute/solute and solute/solvent interactions. The solvents considered for this study were dichloromethane (CH2Cl2), chloroform (CHCl3), deuterated chloroform (CDCl3), benzene (C6H6) and carbon tetrachloride (CCl4); and the techniques used were Raman and infrared (IR) spectroscopies. The analysis of the Raman bands that compose the Fermi doublet (v1-2v2) allows the determination of a series of empirical values, including the coefficient of Fermi coupling (W), used along this work. The different values of W within the different solvents are consequence of the intermolecular forces between CS2/CS2 and CS2/solvent. The experimental data showed that the W values in all investigated binary mixtures increase as the CS2 molar fraction decreases. It suggests that when CS2 is solvated by different molecules, there is an increase of the anarmonicity, depending on the type of the interaction. The analysis of the band assigned to the CS2 bending mode, v2, performed from infrared spectra, suggests that in the binary mixtures there are two solvation regimes in solution, one related to the CS2/CS2 interactions, where the CS2 molecule is preferentially solvated by CS2 molecules, and one where the CS2 is solvated by the respective solvent molecules.