Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-10-03T17:39:54Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Maykon Alves Lemes - 2012.pdf: 2492320 bytes, checksum: 3e1d392d822413232c98d491ac722c8b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-03T20:44:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Maykon Alves Lemes - 2012.pdf: 2492320 bytes, checksum: 3e1d392d822413232c98d491ac722c8b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-03T20:44:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Maykon Alves Lemes - 2012.pdf: 2492320 bytes, checksum: 3e1d392d822413232c98d491ac722c8b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2012-11-14 / Cobalt ferrite nanoparticles were synthesized in the present work by the coprecipitation method from copper (II) and iron (III) chlorides in an alkaline solution under stirring at a speed of 20,000 rpm and heating at 70 oC. Oleic and stearic acids were used as surfactants, and the resulting magnetic gels were then dispersed in mineral oil. XRD, FTIR, TGA, Mössbauer spectroscopy, and VSM were used for characterizing the cobalt ferrite nanoparticles, and DLS and digital images for the resulting colloidal dispersion. The nanoparticle dispersion was also investigated by a 23-1 fractional factorial design. Digital images acquired by a CCD camera in RGB format were used to estimate the stability of the nanofluids. Multivariate image analysis in conjunction with PCA was employed to evaluate sedimentation times of the synthesized nanofluids. PLS, PCR, and MLR combined with genetic and successive projection algorithms were also used to estimate both the sedimentation time and the concentration of the nanoparticles in the mineral-oil based nanofluids. The square of the productmoment correlation coefficient through the digital image data for the multivariate calibration methods were higher than 0.93. The best prediction performance for estimating the sedimentation time of the nanoparticles was achieved by GA-PLS (RMSEP = 0.77 min and r2 = 0.9997). On the other hand, PCR presented the best results for estimating the concentration of the nanoparticles in the nanofluids (RMSEP = 0.029% min and r2 = 0.9991). / Nanopartículas de ferrita de cobalto foram sintetizados pelo método de coprecipitação a partir dos cloretos de cobalto (II) e ferro (III) em uma solução alcalina sob agitação de 20.000 rpm e aquecimento a 70 0C. Essas nanopartículas foram surfactadas com ácido oleico e ácido esteárico, formando géis magnéticos usados na dispersão em óleo mineral. As nanopartículas de ferrita de cobalto foram caracterizadas por DRX, FTIR, TG, mössbauer e curvas de magnetização. Já as dispersões coloidais foram caracterizadas por espalhamento dinâmico de luz e imagens digitais. Um planejamento fatorial fracionário 23-1 foi realizado a fim de verificar a melhor rota para dispersar as nanopartículas. Imagens digitais obtidas através de uma câmera digital CCD foram utilizadas para estudar a estabilidade dos nanofluidos. O tempo de sedimentação desses nanofluidos foi avaliado usando análise multivariada de imagens em conjunto com PCA, através dos gráficos de escores com variância total acima de 80%. PLS, PCR e MLR, combinados com os algoritmos genético e das projeções sucessivas, foram empregados para avaliar o tempo de sedimentação e a concentração de nanopartículas nos nanofluidos. Os métodos quimiométricos aplicados aos dados de imagens digitais demonstraram que há grande correlação (r2 > 0,93) entre os dados de imagem e as propriedades tempo de sedimentação e concentração de nanopartículas. Para a determinação do tempo de sedimentação das nanopartículas de ferrita de cobalto o modelo GA-PLS apresentou melhores resultados, com RMSEP de 0,77 min e r2 de 0,9997. Já para a determinação da concentração das nanopartículas PCR obteve melhor desempenho, com RMSEP de 0,029% e correlação de 0,9991.

Estruturas líquidas cristalinas estão presentes em materiais compostos por moléculas com anisotropia de forma e são caracterizadas por uma ordem orientacional de longo alcance. Na mesofase nemática as moléculas alongadas tendem a se alinhar paralelas entre si, a direção média de orientação define é caracterizada por um vetor unitário, chamado de diretor n. Os cristais líquidos liotrópicos são obtidos usualmente a partir da dispersão de moléculas anfílicas em água. Essas moléculas anfílicas, por terem uma parte polar e uma parte apolar, tendem a formar agregados anisotrópicos, com a parte polar da molécula na superfície. Esse tipo de estrutura esta presente em todos os seres vivos e o exemplo mais clássico é a membrana da célula. A existência de uma superfície de contorno ou uma fronteira modifica as propriedades de um material na vizinhança dessa fronteira. Isso é particularmente verdadeiro para os cristais líquidos, que são muitos sensíveis as condições de contorno, mesmos quando estas não são tão intensas. De fato essa propriedade e bastante útil para a fabricação de dispositivos eletro-ó pticos. Um dos efeitos de superfície mais evidente é a mudança no ordenamento das moléculas devido a quebra de simetria na superfície. Nas fases nemáticas esse efeito microscópico resulta na formação de uma camada superficial com uma ordem posicional que se estende ao longo de uma certa distância no volume. 0 outro efeito resulta da origem a mudanças significativas no estado orientacional das moléculas no volume devido a presença de forças superficiais. Esse efeito é conhecido como ancoramento. Na ausência de campos extemos ou condições de contorno qualquer orientação é igualmente provável. Neste trabalho serão apresentados os resultados de investigação das propriedades de cristais líquidos liotrópicos na interface com um substrata. Estudamos o comportamento dinâmico da camada superficial quando o campo magnético é aplicado e induz uma re­ orientação do diretor. Nesse estudo são utilizadas amostras de cristal líquidos liotrópicos. / Liquid crystalline structures are found in materials made from molecules which are anisotropic in shape; such material are characterized mainly by a long range orientational order. In the nematic phase, the rodlike molecules tend to align parallel to each other. The average orientation defines a unit vector, called director n. Lyotropic liquid crystals are usually obtained by the dispersion of amphiphilic molecules in water. Due the fact that these molecules present a polar head and a non-polar tail, they tend to form aggregates with the polar part at the aggregate surface. This type of struc­ ture is present in all living being; the most classical example is the cell membrane. The existence of a boundary surface affects the properties of a material close to this boundary. This particularly true for liquid crystals, which are very sensitive to boundary conditions, even when weak. Indeed, this property is quite useful in the fabrication of electro-optic devices. One of the most obvious surface effect is the change in the molecules organization due to a breaking of the symmetry at the boundary surface. In the nematic phases, this microscopic effect results in the formation of a surface la yer with a positional order that extends through the bulk up to a certain distance from the surface. The other effect of the surface results in a change in the orientational state of the molecules in the volume due to the sur face forces. This macroscopic effect is known as anchoring. In the absence of any external field or boundary conditions, all molecular orientation is equally probable. In this work, we will present some results of the investigation of the properties of lyotropic liquid crystals at the interface with a solid substrate. We have studied the dy­ namic of the surface layer when a applied magnetic field induces a reorientation of the nematic director. In this study different systems were used: lyotropic liquid crystals in the nematic phase, ferronematics (nematic phase doped with ferrofluid) and filled nematics (nematic phase doped with silica nano-spheres). By means of transmittance measurements.

Estruturas líquidas cristalinas estão presentes em materiais compostos por moléculas com anisotropia de forma e são caracterizadas por uma ordem orientacional de longo alcance. Na mesofase nemática as moléculas alongadas tendem a se alinhar paralelas entre si, a direção média de orientação define é caracterizada por um vetor unitário, chamado de diretor n. Os cristais líquidos liotrópicos são obtidos usualmente a partir da dispersão de moléculas anfílicas em água. Essas moléculas anfílicas, por terem uma parte polar e uma parte apolar, tendem a formar agregados anisotrópicos, com a parte polar da molécula na superfície. Esse tipo de estrutura esta presente em todos os seres vivos e o exemplo mais clássico é a membrana da célula. A existência de uma superfície de contorno ou uma fronteira modifica as propriedades de um material na vizinhança dessa fronteira. Isso é particularmente verdadeiro para os cristais líquidos, que são muitos sensíveis as condições de contorno, mesmos quando estas não são tão intensas. De fato essa propriedade e bastante útil para a fabricação de dispositivos eletro-ó pticos. Um dos efeitos de superfície mais evidente é a mudança no ordenamento das moléculas devido a quebra de simetria na superfície. Nas fases nemáticas esse efeito microscópico resulta na formação de uma camada superficial com uma ordem posicional que se estende ao longo de uma certa distância no volume. 0 outro efeito resulta da origem a mudanças significativas no estado orientacional das moléculas no volume devido a presença de forças superficiais. Esse efeito é conhecido como ancoramento. Na ausência de campos extemos ou condições de contorno qualquer orientação é igualmente provável. Neste trabalho serão apresentados os resultados de investigação das propriedades de cristais líquidos liotrópicos na interface com um substrata. Estudamos o comportamento dinâmico da camada superficial quando o campo magnético é aplicado e induz uma re­ orientação do diretor. Nesse estudo são utilizadas amostras de cristal líquidos liotrópicos. / Liquid crystalline structures are found in materials made from molecules which are anisotropic in shape; such material are characterized mainly by a long range orientational order. In the nematic phase, the rodlike molecules tend to align parallel to each other. The average orientation defines a unit vector, called director n. Lyotropic liquid crystals are usually obtained by the dispersion of amphiphilic molecules in water. Due the fact that these molecules present a polar head and a non-polar tail, they tend to form aggregates with the polar part at the aggregate surface. This type of struc­ ture is present in all living being; the most classical example is the cell membrane. The existence of a boundary surface affects the properties of a material close to this boundary. This particularly true for liquid crystals, which are very sensitive to boundary conditions, even when weak. Indeed, this property is quite useful in the fabrication of electro-optic devices. One of the most obvious surface effect is the change in the molecules organization due to a breaking of the symmetry at the boundary surface. In the nematic phases, this microscopic effect results in the formation of a surface la yer with a positional order that extends through the bulk up to a certain distance from the surface. The other effect of the surface results in a change in the orientational state of the molecules in the volume due to the sur face forces. This macroscopic effect is known as anchoring. In the absence of any external field or boundary conditions, all molecular orientation is equally probable. In this work, we will present some results of the investigation of the properties of lyotropic liquid crystals at the interface with a solid substrate. We have studied the dy­ namic of the surface layer when a applied magnetic field induces a reorientation of the nematic director. In this study different systems were used: lyotropic liquid crystals in the nematic phase, ferronematics (nematic phase doped with ferrofluid) and filled nematics (nematic phase doped with silica nano-spheres). By means of transmittance measurements.