Nesta dissertação são apresentados os resultados da síntese de nanocristais (NCs) de PbSe em substratos de Si e SOI. O material foi produzido pela técnica de Síntese por Feixe de Íons (IBS) seguido de tratamentos térmicos em alta temperatura. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de Retroespalhamento Rutherford (RBS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM). O estudo abrangeu amostras implantadas apenas com Pb ou com Se, ou amostras sequencialmente implantadas com Pb e Se. As implantações foram realizadas com substrato aquecido a Ti = 400 °C para evitar amorfização, variandose parâmetros de implantação como fluência, energia e ordem de implantação (primeiro Se ou Pb). Os recozimentos foram realizados a diferentes temperaturas e tempos. Os resultados foram discutidos em termos da retenção dos íons e da reação de formação do PbSe. Os principais resultados podem ser resumidos da seguinte forma. Durante as implantações ocorrem perdas tanto de Pb como de Se, atribuídas a processos de difusão auxiliada por irradiação. Nas amostras implantadas com apenas um elemento não ocorrem perdas durante os tratamentos térmicos. Contudo, nas amostras implantadas com Pb e Se, ocorrem perdas tanto de Pb como de Se. Este fenômeno é discutido considerando difusão pela matriz e evaporação pela superfície. O aumento das perdas foi associado à reação de formação do composto PbSe. Esta reação produz nanocristais, formando discordâncias devido ao desajuste de rede cristalina nas interfaces PbSe/Si. As perdas de Pb ocorrem preferencialmente através de difusão em discordâncias. Diferentemente do Pb, os átomos de Se reagem de diferentes formas com a matriz, permanecendo retidos no substrato. As Distribuições em Tamanho de NCs (DTNs) possuem forma característica e pouca variação de forma em função do tempo, não sendo observado crescimento competitivo. Estes resultados podem ser interpretados com base em argumentos termodinâmicos. A estabilidade do sistema NCs de PbSe em matriz de Si ocorre devido a minimização da energia de superfície, através da formação de interfaces coerentes, semi-coerentes e de estruturas caroço-casca (caroço de PbSe e casca de Se) com interfaces Se/Si. Para tanto a reação de síntese do PbSe produz NCs com uma coleção de orientações específicas em relação a estrutura cristalina do Si. Análises das micrografias de alta resolução com técnicas de Transformada de Fourier demonstram que muitos destes NCs são deformados plasticamente para diminuir o desajuste com o Si. O presente estudo mostra que é possível produzir NCs de PbSe termicamente estáveis e cristalograficamente orientados em relação a estrutura cristalina do Si. A baixa entalpia de formação do PbSe e baixa solubilidade dos átomos de Pb e de Se favorece a síntese dos NCs. Contudo, o comportamento químico e cinético do sistema é complexo devido as diferentes interações Pb-Si e Se-Si. / This work focuses on the synthesis of PbSe nanocrystals (NCs) in Si and SOI substrates. The NCs are produced by Ion Beam Synthesis (IBS) technique followed by thermal treatments at high temperatures. The samples are characterized by Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) and Transmission Electron Microscopy (TEM) techniques. The study comprises samples implanted with only one ion (Pb or Se) and samples implanted sequentially with Pb and Se, considering distinct implantation parameters (fluence, energy and ion sequence), performed at high temperature Ti = 400 °C to avoid amorphization. The thermal treatmen ts are done at distinct temperatures and times and the results are discussed in terms of the ion retention and of the PbSe compound formation. The most important results can be summarized as follow. During the implantations, Pb and Se losses take place and this phenomenon is attributed to the radiation enhanced diffusion process. Elemental losses cannot be detected for samples implanted with only one element. As opposed to this behavior, significant losses are observed for the co-implanted samples. These losses are attributed to the PbSe synthesis reaction. The formation of the NCs occurs concomitantly with the formation of treading dislocations induced by the large mismatch of the crystal PbSe/Si structures. The losses of Pb atoms can be attributed to a pipe diffusion processes along the dislocations. In contrast, the Se atoms tend to form atomic clusters and chemical bonds with Si crystal defects, and therefore are retained inside the matrix. The evolution of the NC size-distribution function is investigated, but no significant coarsening is observed. The results obtained are discussed using thermodynamic arguments. The thermal stability of the PbSe NCs is related to the formation of coherent, semicoherent interfaces as well as core-shell structures. The orientations of the PbSe NCs with respect to the Si matrix occur within a limited set of possibilities. High resolution TEM micrographs are analyzed using a Fast Fourier Transform method, which reveals the existence of plastically and elastically deformed interfaces. This study demonstrates that thermally stable and epitaxially oriented PbSe NCs can be synthesized in crystalline Silicon matrix. Their synthesis is facilitated by the low formation enthalpy and by the low solubility limit of the Pb and Se atoms within the Si matrix. However, the kinetic and chemical behavior of the process is rather complex due to the distinct Pb-Si and Se-Si interactions.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-27Bitstream added on 2014-06-13T20:38:21Z : No. of bitstreams: 1 santos_db_me_araiq.pdf: 1599241 bytes, checksum: 8c1cd43129c7211c6d01eb6e0839aa08 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A celulose bacteriana (CB), produzida na superfície do meio de cultura da bactéria Gluconacetobacter xylinus foi utilizada para a produção de nanocristais de celulose, ou seja, cristalitos de celulose de dimensões nanométricas isolados por meio de hidrólise ácida, que em suspensão aquosa podem se auto-organizar para a formação de fase líquido cristalina nemática quiral. Foi realizada a hidrólise ácida da CB usando ácido sulfúrico 64% (m/m) a uma temperatura de 50 °C, o tempo de hidrólise foi variado de 5 a 90 minutos e sua influência na formação dos nanocristais de celulose bacteriana (NCCB) foi avaliada. Imagens obtidas por Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia de Força Atômica mostraram a formação de estruturas nanométricas semelhantes a agulhas. Medidas de Espectroscopia de Correlação de Fótons forneceram uma estimativa da variação do tamanho dos NCCB em relação ao tempo de hidrólise, que apresenta uma diminuição do tamanho até 15 minutos de reação, com populações de poucos nanômetros a 700nm, acima deste tempo não existe mudança significativa quanto a população de tamanhos. As curvas TG mostraram uma diminuição na estabilidade térmica das amostras NCCB, com início do processo de degradação cerca de 120 °C inferior ao da CB. Através da Difração de Raio-X e da equação de Segal o índice de cristalinidade da CB e dos NCCB foi calculado revelando um aumento de até dezesseis pontos percentuais na cristalinidade dos NCCB quando comparados a CB. Através da evaporação do solvente das suspensões de NCCB, filmes iridescentes foram formados. As Microscopias Óptica de Luz Polarizada dos filmes de NCCB revelaram texturas de “impressões digitais”, características dos cristais líquidos nemáticos quirais. Foram estudados a influência do tratamento de ultrassom e... / Bacterial cellulose (BC) produced from Gluconacetobacter xilinus on the surface of culture medium was used in order to produce cellulose nanocrystals, ie cellulose crystallites of nanometric dimensions isolated by acid hydrolysis, which in aqueous suspension can be self-organize to form chiral nematic liquid crystalline phase. Acid hydrolysis of BC was performed using sulfuric acid 64 % (w/w) at 50 °C. The hydrolysis time was varied from 5 to 90 minutes and its influence on the bacterial cellulose nanocrystals (BCNC) formation was evaluated. Scanning Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy images showed the formations of nanometric needle-like structures. The Photon Correlation Spectroscopy provided an estimate of the size variation of BCNC with respect to hydrolysis time, it`s shows a decrease in size up to 15 minutes of reaction, with populations from few nanometers to 700 nm. Above this time there is no significant change in the population size. TG curves of BCNC samples revealed a decreasing on thermal stability (about 120 °C) when compared to pure BC membrane. Solid iridescent films were prepared by casting of the nanocrystals suspension. The Polarized Light Optical Microscopy revealed textures of “fingerprint”, characteristic of chiral nematic liquid crystals. The influence of the ultrasound treatment and addition of sodium chloride in the chiral nematic pitch in the reflected color of the solids films were also evaluated. The optical characterization revealed that increasing ultrasound energy increases the chiral nematic pitch... (Complete abstract click electronic access below)

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Upon the current need for research with TiO2 nanocrystals (TiO2 NCs) properly characterized in order to evaluate their biological effects, this work was done aiming to synthesize and characterize TiO2 NCs, and evaluate their biocompatibility. The nanoparticles were synthesized by the precipitation in aqueous solution technique, and characterized by the techniques of X-ray diffraction, micro-Raman and spectrophotometry. To evaluate the biocompatibility, TiO2 NCs were tested in vivo using subcutaneous implants using Balb/c mice at a dose of 1g/kg for 15, 30 and 90 days for later histological analysis of the groups of 15 and 90 days and transmission electron microscopy of the group 30 days. In vitro evaluation consisted of cell viability assays, detection and measurement of nitric oxide metabolites and measurement of cytokine production in situ and in cultured macrophages challenged with different concentrations of TiO2 NCs. Cell viability was assessed after 72 hours by the MTT colorimetric assay, using five different concentrations of a solution of 10μg/ml, 20μg/ml, 40μg/ml, 100μg/ml and 200μg/ml in culture challenge of peritoneal macrophages Balb/c mice with 2, 12, 24 and 72 hours. From the supernatant of cultures of peritoneal macrophages was evaluated the production of nitrite by the Griess method and dosage levels of TNF-α, IL-1β, IL-12, IFN- and IL-4 by ELISA. The same technique was used for the determination of cytokine levels obtained from subcutaneous tissues underwent implantation of TiO2 NCs. After analysis of the data distribution by Kolmogorov-Smirnov test, we proceeded to their analysis by the Kruskal-Wallis test with Bonferroni post-test. The experiments of synthesis and characterization resulted in TiO2 nanocrystals of 8.5 nm on average, mixed phase, high purity level and quantum confinement effects. Histological analysis of the 15 days group showed a intense granulomatous nonspefic type inflammatory response with signs of necrosis and hemorrhage, which progressed with a slight reduction in its intensity, observed especially at 90 days of observation. Presence of clusters of nanocrystals with macroscopic dimensions, surrounded by macrophages and multinucled giant cells forming granulomas with fibrous capsules, which could be regarded as a typical reaction of granulomatous foreign body type and more intense fibrosis formation at 90 days within the material deployed. Nanocrystals were identified in lymph nodes in the different periods of study, suggesting that these particles might be transposed. Electron microscopy confirmed the evidence of apoptosis and vacuolar degeneration. The MTT test resulted in 40% viable cells in only 10 and 20μg/ml. The in vitro cytokine assay showed that there was not a tendency dose or time-dependent samples, presenting different behavior of TNF-α, IL-1β, IL-12 and increased production of IFN- probably due to low production of IL -4. The nitrite production was higher in the samples of 10μg/ml. The production of all cytokines in vivo experiment by the 15 days group was enhanced, decreasing in a time-dependent fashion, collaborating with the findings in vivo. We conclude that the TiO2 nanocrystals present in the tested concentrations presented inflammatory effects in vivo, cytotoxic and inflammatory conditions in vitro. These findings show that the experimental conditions studied NCs are not biocompatible. / Mediante a atual necessidade de pesquisas com nanocristais de TiO2 (NCs TiO2) devidamente caracterizados a fim de se avaliar seus efeitos biológicos, realizou-se este trabalho que teve como objetivos a síntese e caracterização dos NCs TiO2, e a avaliação de sua biocompatibilidade. As nanopartículas foram sintetizadas pela técnica da precipitação via solução aquosa, e caracterizadas por meio das técnicas de difração de raios-X, micro-Raman e espectrofotometria. Para a avaliação da biocompatibilidade, os NCs TiO2 foram submetidos a testes in vivo por meio de implantes subcutâneos utilizando camundongos Balb/c na dose de 1g/kg, por 15, 30 e 90 dias para posterior análise histológica dos grupos de 15 e 90 dias e microscopia eletrônica de transmissão do grupo de 30 dias. Avaliação in vitro consistiu de ensaios de viabilidade celular, detecção e mensuração de metabólitos do óxido nítrico e mensuração da produção de citocinas in loco e em cultura de macrófagos desafiados por diferentes concentrações de NCs TiO2. A viabilidade celular foi avaliada após 72 horas pelo teste colorimétrico MTT, utilizando-se cinco concentrações diferentes de solução de 10μg/ml, 20μg/ml, 40μg/ml, 100μg/ml e 200μg/ml, em desafio de cultura de macrófagos peritoneais de camundongos Balb/c por 2, 12, 24 e 72 horas. Do sobrenadante de culturas de macrófagos peritoneais avaliou-se a produção de nitrito pelo método de Griess e dosagem dos níveis das citocinas TNF-α, IL-1β, IL-12, INF- e IL-4 por ELISA. A mesma técnica foi utilizada para a dosagem dos níveis de citocinas obtida dos tecidos subcutâneo submetido ao implante de NCs TiO2. Após a análise da distribuição dos dados pelo teste Kolmogorov-Smirnov, procedeu-se a sua análise por meio do teste de Kruskal-Wallis com pós-teste de Bonferroni. Os experimentos de síntese e caracterização resultaram nanocristais de TiO2 de 8,5nm em média, fase mista, alto grau de pureza e efeitos de confinamento quântico. As análises histológicas do grupo de 15 dias evidenciaram uma resposta inflamatória do tipo granulomatosa inespecífica intensa com sinais de necrose e hemorragia, que evoluiu com discreta redução em sua intensidade, constatada em especial aos 90 dias de observação. Presença de aglomerados de nanocristais de dimensões macroscópicas, rodeados de macrófagos e células gigantes multinucleadas formando granulomas, com cápsulas fibrosas, que poderiam ser consideradas como uma reação típica do tipo granulomatosa de corpo estranho e formação de fibrose mais intensa aos 90 dias no interior do material implantado. Houve a identificação dos nanocristais nos linfonodos nos diferentes períodos de estudo, sugerindo que estas partículas possam ser carreadas a distância. A microscopia eletrônica confirmou a evidência de apoptose e degeneração vacuolar. O teste MTT resultou em 40% de células viáveis somente em 10 e 20μg/ml. A dosagem de citocinas in vitro demonstrou que não houve uma tendência dose ou tempo dependente das amostras, apresentando comportamentos distintos de produção de TNF-α, IL-1β, IL-12 e maior produção de INF- devido provavelmente à baixa produção de IL-4. A produção de nitrito foi maior nas amostras de 10μg/ml. A produção de todas as citocinas do experimento in vivo pelo grupo de 15 dias foi acentuada, decrescendo de forma tempo dependente, colaborando com os achados in vivo. Conclui-se que os nanocristais de TiO2 nas concentrações testadas apresentaram efeitos inflamatórios in vivo, citotóxicos e inflamatórios in vitro. Estes achados atestam que nas condições experimentais utilizadas os NCs estudados não são biocompatíveis. / Mestre em Odontologia

Nesta dissertação são apresentados os resultados da síntese de nanocristais (NCs) de PbSe em substratos de Si e SOI. O material foi produzido pela técnica de Síntese por Feixe de Íons (IBS) seguido de tratamentos térmicos em alta temperatura. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de Retroespalhamento Rutherford (RBS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM). O estudo abrangeu amostras implantadas apenas com Pb ou com Se, ou amostras sequencialmente implantadas com Pb e Se. As implantações foram realizadas com substrato aquecido a Ti = 400 °C para evitar amorfização, variandose parâmetros de implantação como fluência, energia e ordem de implantação (primeiro Se ou Pb). Os recozimentos foram realizados a diferentes temperaturas e tempos. Os resultados foram discutidos em termos da retenção dos íons e da reação de formação do PbSe. Os principais resultados podem ser resumidos da seguinte forma. Durante as implantações ocorrem perdas tanto de Pb como de Se, atribuídas a processos de difusão auxiliada por irradiação. Nas amostras implantadas com apenas um elemento não ocorrem perdas durante os tratamentos térmicos. Contudo, nas amostras implantadas com Pb e Se, ocorrem perdas tanto de Pb como de Se. Este fenômeno é discutido considerando difusão pela matriz e evaporação pela superfície. O aumento das perdas foi associado à reação de formação do composto PbSe. Esta reação produz nanocristais, formando discordâncias devido ao desajuste de rede cristalina nas interfaces PbSe/Si. As perdas de Pb ocorrem preferencialmente através de difusão em discordâncias. Diferentemente do Pb, os átomos de Se reagem de diferentes formas com a matriz, permanecendo retidos no substrato. As Distribuições em Tamanho de NCs (DTNs) possuem forma característica e pouca variação de forma em função do tempo, não sendo observado crescimento competitivo. Estes resultados podem ser interpretados com base em argumentos termodinâmicos. A estabilidade do sistema NCs de PbSe em matriz de Si ocorre devido a minimização da energia de superfície, através da formação de interfaces coerentes, semi-coerentes e de estruturas caroço-casca (caroço de PbSe e casca de Se) com interfaces Se/Si. Para tanto a reação de síntese do PbSe produz NCs com uma coleção de orientações específicas em relação a estrutura cristalina do Si. Análises das micrografias de alta resolução com técnicas de Transformada de Fourier demonstram que muitos destes NCs são deformados plasticamente para diminuir o desajuste com o Si. O presente estudo mostra que é possível produzir NCs de PbSe termicamente estáveis e cristalograficamente orientados em relação a estrutura cristalina do Si. A baixa entalpia de formação do PbSe e baixa solubilidade dos átomos de Pb e de Se favorece a síntese dos NCs. Contudo, o comportamento químico e cinético do sistema é complexo devido as diferentes interações Pb-Si e Se-Si. / This work focuses on the synthesis of PbSe nanocrystals (NCs) in Si and SOI substrates. The NCs are produced by Ion Beam Synthesis (IBS) technique followed by thermal treatments at high temperatures. The samples are characterized by Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) and Transmission Electron Microscopy (TEM) techniques. The study comprises samples implanted with only one ion (Pb or Se) and samples implanted sequentially with Pb and Se, considering distinct implantation parameters (fluence, energy and ion sequence), performed at high temperature Ti = 400 °C to avoid amorphization. The thermal treatmen ts are done at distinct temperatures and times and the results are discussed in terms of the ion retention and of the PbSe compound formation. The most important results can be summarized as follow. During the implantations, Pb and Se losses take place and this phenomenon is attributed to the radiation enhanced diffusion process. Elemental losses cannot be detected for samples implanted with only one element. As opposed to this behavior, significant losses are observed for the co-implanted samples. These losses are attributed to the PbSe synthesis reaction. The formation of the NCs occurs concomitantly with the formation of treading dislocations induced by the large mismatch of the crystal PbSe/Si structures. The losses of Pb atoms can be attributed to a pipe diffusion processes along the dislocations. In contrast, the Se atoms tend to form atomic clusters and chemical bonds with Si crystal defects, and therefore are retained inside the matrix. The evolution of the NC size-distribution function is investigated, but no significant coarsening is observed. The results obtained are discussed using thermodynamic arguments. The thermal stability of the PbSe NCs is related to the formation of coherent, semicoherent interfaces as well as core-shell structures. The orientations of the PbSe NCs with respect to the Si matrix occur within a limited set of possibilities. High resolution TEM micrographs are analyzed using a Fast Fourier Transform method, which reveals the existence of plastically and elastically deformed interfaces. This study demonstrates that thermally stable and epitaxially oriented PbSe NCs can be synthesized in crystalline Silicon matrix. Their synthesis is facilitated by the low formation enthalpy and by the low solubility limit of the Pb and Se atoms within the Si matrix. However, the kinetic and chemical behavior of the process is rather complex due to the distinct Pb-Si and Se-Si interactions.

Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T20:29:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romano_Ricardo_D.pdf: 7756171 bytes, checksum: bd3a8af5af06fb7ec50b3cd881d41bfd (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O desenvolvimento das nanoestruturas e suas aplicações compõem uma das áreas científicas em mais dinâmica ascensão. Grande parte dos estudos na área concentra-se nos métodos de preparação e, de uma forma geral, podem ser divididos em métodos físicos ou químicos. Os primeiros reúnem processos baseados em sistemas de feixes moleculares ou litografia, enquanto os últimos envolvem reações químicas em meios onde o crescimento dos cristais possa ser controlado e estabilizado. Nesta Tese foram preparadas nano(micro)estruturas de semicondutores II-VI e IV-VI a partir de três abordagens químicas distintas. Na primeira, foram obtidos nanocompósitos pelo encapsulamento de nanocristais de CdS e PbS no ambiente microporoso de um vidro transparente, comercialmente conhecido por Vycor®. A técnica envolvida foi a impregnação de peças do vidro com precursor single-source seguida por tratamento térmico visando a pirólise in situ do precursor. Efeitos de confinamento quântico no espectro óptico e micrografias eletrônicas de transmissão confirmaram a natureza nanométrica da fase ocluída. Na segunda, foram obtidos cristais nano e micrométricos de CdS, PbS e ZnS através da técnica conhecida por moldagem molecular por solvente coordenante, na qual precursores single-source foram tratados solvotermicamente em solventes coordenantes e levaram à formação de bastões de CdS, microestrelas de PbS e intercalatos de ZnS com etilenodiamina. Na última abordagem, nanocristais coloidais de CdSe com diferentes faixas de tamanho (2 a 7 nm) foram preparados com a finalidade de se estudar o comportamento da estrutura local e dinâmica vibracional do CdSe em função da redução no tamanho e substituição do agente de recobrimento usado na síntese / Abstract: The development of nanostructures and their applications constitute one of the most exciting scientific areas. A great number of studies in this area concern the preparation methods. Generally, they are classified in physical and chemical methods. The former class is based on molecular beam and lithography techniques, while the latter involves chemical reactions where crystal growth can be controlled and stabilized. In this Thesis, II-VI and IV-VI semiconductor nano(micro)structures were prepared according to three different approaches. In the first one, nanocomposites were obtained through the encapsulation of CdS and PbS nanocrystals into a porous and transparent commercial glass, named Vycor®. Glass pieces were impregnated with single-source precursors and, then, thermally treated in order to achieve in situ pyrolysis, making use of the porous environment as the stabilizer for the crystal growth. Quantum confinement effects in the optical spectrum and transmission electron micrographs characterized the nanometric dimensions of the occluded phase. In the second approach, a technique known as molecular templating by coordenant solvents was employed in order to obtaining CdS, PbS and ZnS nano(micro)crystals showing unusual morphologies. Single-source precursors were solvothermically treated in such solvents leading to CdS nanowires, PbS microstars and ZnS-ethylenediamine intercalates. In the last approach, colloidal CdSe nanocrystals with different size ranges (2 up to 7 nm) were prepared and employed in the study of the local structure and vibrational dynamics of CdSe as a function of crystal size reduction and substitution of the covering agent used in the synthetic procedure / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

A malária é uma doença infecciosa aguda ou crônica causada por parasitas do gênero Plasmodium. Estima-se a ocorrência de 110 milhões de novos casos ao ano e cerca de um a dois milhões de óbitos em todo o mundo como decorrência da infecção. O ácido orótico ou vitamina B13 possui baixa solubilidade em praticamente todos os solventes, tal característica limita seu uso em preparações farmacêuticas. Quanto ao seu mecanismo de ação, o composto demonstrou atividade na inibição da diidroorotase e da diidroorotato desidrogenase, enzimas utilizadas no ciclo de replicação da malária, e também em outras enzimas da síntese das pirimidinas. Considerando seu potencial na terapêutica antimalárica, a baixa solubilidade do ácido orótico constitui limitação para o desenvolvimento de medicamento. Devido a sua simplicidade e vantagem em relação às outras estratégias existentes, a obtenção de nanocristais têm revelado elevado potencial para solucionar problemas associados à baixa velocidade de dissolução de fármacos, em especial aqueles com baixa solubilidade. O objetivo do presente trabalho foi a obtenção de nanocristais de ácido orótico empregando moagem à alta energia, bem como sua caracterização físico-química. Foram obtidos nanocristais de ácido orótico com redução de até 350 vezes no tamanho de partícula em relação a matéria-prima utilizada. Os ensaios para a caracterização físico-química evidenciaram comportamentos térmico e estrutural diferenciado do ácido orótico nanonizado. A solubilidade de saturação dos nanocristais de ácido orótico foi aumentada em até 13 vezes. A utilização do Povacoat® na produção dos nanocristais permitiu a obtenção de formulações mais estáveis, com melhor aspecto e com características físico químicas desejáveis à uma formulação contendo nanocristais. Adicionalmente, as formulações preparadas com o Povacoat® contendo até 13% de ácido orótico apresentaram toxicidade suave. Desse modo, os nanocristais de ácido orótico demonstram potencial como fármaco inovador para o tratamento da malária. / Malaria is an acute or chronic infection caused by parasites of the genus Plasmodium. It is estimated to occur than 110 million new cases per year and about one to two million deaths worldwide as a consequence of infection. The vitamin B13 or orotic acid has low solubility in almost all solvents, this characteristic limits their use in pharmaceutical preparations. Regarding its mechanism of action, the compound has demonstrated activity in inhibiting dihydroorotate dehydrogenase and diidroorotase, enzymes used in the replication cycle of malaria, and also other enzymes of the synthesis of pyrimidines. Considering their potential in antimalarial therapy, the low solubility of orotic acid constitutes a limitation for the development of medicine. Due to its simplicity and advantage over other existing approaches, obtaining nanocrystals have revealed high potential to solve problems associated with low dissolution rate of drugs, especially those with low solubility. The objective of this study was to obtain orotic acid nanocrystals using the high energy ball milling as well its physical chemical characterization. There were obtained nanocrystals orotic acid with reduction of 350 times in particle size in relation to the original material used. The tests for the physicochemical characterization showed thermal behavior and different structural nanonizado orotic acid. The saturation solubility of the nanocrystals orotic acid was increased to 13 times. The use of Povacoat® in the production of nanocrystals allowed obtaining more stable compositions with improved appearance and desirable physicochemical characteristics to a formulation containing nanocrystals. Additionally, the formulations prepared with the Povacoat® containing up to 13% of orotic acid showed mild toxicity. Thus, orotic acid nanocrystals demonstrate potential as a novel drug for the treatment of malaria.

Orientador: Ioshiaki Doi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T01:34:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_EmilioSergioMarinsVieira_M.pdf: 2911838 bytes, checksum: d0f5e53a1aaa54372eda0b11016226b6 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Nesta dissertação estudamos a obtenção de nanocristais (NCs) de Ge pela técnica de LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition), buscando otimizar as condições de processo que resultassem em NCs com características de tamanho, densidade por unidade de área e uniformidade de tamanhos, que são necessárias para aplicação em dispositivos de memórias de porta flutuante. Os NCs foram fabricados por processo de dois passos: 1) formação de núcleos de Si na superfície do SiO2, a partir de silana (SiH4); 2) crescimento de Ge sobre os núcleos de Si através de deposição de germana (GeH4). Realizamos ciclos de deposição e caracterização das amostras, e os parâmetros de processo: temperatura, pressão total, fluxos de silana e germana e tempo de deposição, foram alterados convenientemente, com base na literatura e nos resultados obtidos a cada ciclo de fabricação. As amostras foram caracterizadas quanto à morfologia, por microscopia de força atômica (AFM) e a estrutura dos NCs foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM). Estudamos a influência dos parâmetros de processo nas características dos NCs e observamos tendências de aumento da densidade de NCs com a elevação da temperatura, pressão total e fluxo de SiH4 do passo 1. E, o tamanho dos NCs tendem a diminuir com a redução da temperatura, pressão total e tempo de deposição do passo 2. Os resultados mostram que com os parâmetros: 600 ºC / 5 Torr / 20 sccm de SiH4 / 20 seg. para a nucleação de Si e 550 ºC / 2 Torr / 5 sccm / 30 seg. para a deposição de Ge, é possível obter alta densidade de NCs por unidade área de 4x1010 NCs/cm2 com diâmetro médio de 19 nm e altura média de 4,5 nm / Abstract: In this thesis we studied the synthesis of Ge nanocrystals (NCs) by the LPCVD technique (Low Pressure Chemical Vapor Deposition). We looked for NCs with characteristics of sizes, density and uniformity of sizes that are necessary for applications in floating gate memory devices. To reach those characteristics we have optimized the process conditions. The NCs were fabricated by a process of two steps: 1) formation of Si nuclei on SiO2 surface, through the silane (SiH4) decomposition; 2) Ge growth on Si nuclei through germane (GeH4) deposition. We accomplished deposition cycles and characterization of the samples. The process parameters: temperature, total pressure, silana and germana flow and deposition time, were altered conveniently based on the literature and results obtained at each production cycle. The morphology of the samples was analyzed by atomic force microscopy (AFM) and the NCs structures were analyzed by high resolution transmission electron microscopy (HRTEM). We studied the influence of the process parameters in the NCs characteristics and we have observed tendencies of NCs density increase with rise of the temperature, total pressure and SiH4 flow of step 1. The NCs size tends to decrease with the reduction of temperature, total pressure and deposition time of step 2. The results show that with the parameters: 600 ºC / 5 Torr / 20 sccm de SiH4 / 20 sec. for the Si nucleation and 550 ºC / 2 Torr / 5 sccm / 30 sec. for the Ge deposition, it¿s possible to reach a high density of NCs (4x1010 NCs/cm2) with diameter of 19 nm and average height of 4,5 nm / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marcelo Knobel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:56:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brandl_AnaLucia_D.pdf: 5290468 bytes, checksum: 32290a7675f89cf9c2a2ea53be70c6fb (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Sistemas magnéticos granulares são constituídos de pequenas partículas magnéticas imersas numa matriz não magnética. Essas partículas têm formas e tamanhos variados, eixos de anisotropia variados e orientados aleatoriamente e, dependendo do tipo de matriz (isolante ou condutora) e da concentração do material magnético, diferentes tipos de interações magnéticas podem estar presentes. Esses materiais apresentam diversas propriedades físicas interessantes, como magneto-resistência gigante e efeito Hall gigante. Devido à complexidade desses sistemas, a sua magnetização só pode ser calculada analiticamente em dois casos limites: quando a temperatura é zero (modelo Stoner-Wohlfarth) ou quando a temperatura é alta (modelo de Langevin). Embora o modelo de Langevin seja aplicado com bastante sucesso para temperaturas acima da temperatura de bloqueio média (TB) do sistema, mostramos nesse trabalho que os resultados podem ser enganosos, fornecendo parâmetros estruturais muito diferentes dos reais. Essas discrepâncias podem ser atribuídas a efeitos de interações magnéticas e a efeitos de anisotropia, ambos desconsiderados no formalismo de Langevin. Os principais resultados experimentais apresentados nesta dissertação foram obtidos de um conjunto de filmes granulares do tipo metal-isolante, com partículas nanocristalinas de Co imersas numa matriz amorfa de SiO2, fabricados por evaporação catódica. A caracterização magnética foi realizada através de medidas de magnetização em função do campo, susceptibilidade resfriada com e sem campo magnético aplicado e magnetização termo-remanente. A caracterizção estrutural foi realizada através de medidas de microscopia de transmissão de elétrons, difração de raio-x e espalhamento de raio-x a baixo ângulo / Abstract: Granular magnetic systems are formed by magnetic grains whose size is of the order of a few nanometers, embedded in a non-magnetic (insulating or metallic) matrix. These ultrafine particle systems present size, shape, and anisotropy distributions, besides randomly orientated easy directions. Magnetic interactions always exist, being stronger or weaker according to the volume concentration and the matrix type. These systems have shown interesting magnetotransport properties, as giant magnetoresistance and giant Hall effect. Owing to the inherent complexity of the nanostructure, the magnetization can be analytically calculated only in two limiting cases: when T = 0 (Stoner-Wohlfarth model) or for high temperatures (Langevin model). The Langevin model presents very good results when applied at temperatures higher than the mean blocking temperature (TB) of the system. However this adequacy can be just apparent: the obtained structural parameters are very different from the real ones, as we show in this work. These discrepancies can be attributed to magnetic interactions andanisotropy effects, both unconsidered in the Langevin formalism. The main results presented in this thesis were obtained from a set of metal-insulator granular films, composed of Co nanoparticles immersed in an amorphous SiO2 matrix. The films were produced by magnetron co-sputtering. The magnetic characterization was perfomed with magnetization loops, zero-field cooled and field cooled susceptibilities, and thermoremanent magnetization. The microstructural characterization was done by transmission electron microscopy, x-ray diffraction, and small angle x-ray scattering / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Nelson Eduardo Durán Caballero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T20:45:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ridolfi_DanielaMissiani_D.pdf: 3264748 bytes, checksum: faea0a4fec50e345e79d3072a773bb48 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho nanofibras de quitosana/poli (óxido de etileno) (PEO) (5:1) com nanocristais de celulose (NCC) foram produzidas com sucesso por eletrofiação e foi verificado o efeito da adição dos NCC nas propriedades das nanofibras obtidas. Os ensaios de eletrofiação foram realizados com amostras de NCC obtidas por hidrólise ácida. A eletrofiação de soluções de quitosana, sem e com NCC, resultaram na formação de muitas gotas (beads). Portanto, foi necessário adicionar o PEO nas soluções. Embora a adição de PEO tenha favorecido a formação de fibras, as soluções de quitosana/PEO sem NCC geraram também gotas enquanto que as soluções de quitosana/PEO contendo NCC resultaram em fibras uniformes. As soluções de quitosana/PEO com NCC apresentaram maior viscosidade em relação à solução sem NCC, o que pode ter favorecido a formação de fibras uniformes. As soluções de quitosana/PEO contendo 10% (m/m) de NCC produziram fibras mais finas em relação às soluções com 5% (m/m) de NCC provavelmente devido à maior condutividade da solução. Análises termogravimétricas mostraram que os NCC interferem na decomposição do PEO, mas sem prejudicar o desempenho do material. As nanofibras de quitosana/PEO contendo NCC apresentaram menor cristalinidade em relação às nanofibras sem NCC. Resultados de ensaios com células em culturas de fibroblastos 3T3 mostraram que as nanofibras de quitosana/PEO (com 10% de NCC) promoveram a adesão celular e mantiveram a morfologia celular característica o que sugere um potencial dessas nanofibras para aplicações em engenharia de tecidos / Abstract: In this work chitosan/ poly (ethylene oxide) (PEO) (5:1) nanofibers with cellulose nanocrystals (CNC) were successfully produced by the electrospinning technique and the effect of the addition of CNC on the nanofibers properties was evaluated. The electrospinning assays were performed with samples of CNC obtained by acid hydrolysis. The electrospinning of chitosan solutions, with and without CNC, resulted in the formation of many drops (beads). Therefore, it was necessary to add PEO on solutions. Although the PEO addition has favored the fiber formation, the chitosan/PEO solutions without CNC showed beads while chitosan/PEO solutions with CNC resulted in uniform fibers. The chitosan/PEO solutions with CNC showed higher viscosity compared to the solution without CNC, which may have favored the formation of uniform fibers. Solutions of chitosan/PEO containing 10% (w/w) of CNC produced thinner fibers compared to solutions containing 5% (w/w) of CNC probably due the higher solution conductivity. Thermogravimetric analysis (TGA) showed that the CNC has an effect on the PEO decomposition, however, it does not impair the performance of the material. The chitosan/PEO nanofibers with CNC showed lower crystallinity compared the nanofibers without CNC. Results from cell assay in cultures of 3T3 fibroblasts showed that the chitosana/PEO nanofibers (with 10% of CNC) promoted cell attachment and maintained the characteristic cell morphology which suggests potential applications of these nanofibers in cell tissue engineering / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of cellulose nanocrystals (CN) as a reinforcing agent for polymeric matrices has attracted considerable attention because the cellulose nanocrystal-based nanocomposites typically exhibit thermal, mechanical and superior barrier properties compared to the pure polymer or conventional composites and additionally provide environmental benefits. In order to use these to the CN as a reinforcing agent polymer matrix, the thermal stability of these crystals is a key factor in that they can be used as effective reinforcement materials, since the thermoplastic processing temperatures often exceeds 200°C. In this work CN were obtained from different sources, cellulose of purified mango seed (PMS), eucalyptus kraft pulp (PK) and cellophane (CELL) by acid hydrolysis with HCl and H2SO4. The chemical compositon of PMS, PK and CELL used in the hydrolysis were determined for the levels of -cellulose, hemicelluloses, holocellulose, lignin and ash All NC were characterized by elemental analysis (C,H,N,S), x - rays diffraction (XRD), atomic force microscopy ( AFM ) and thermogravimetry analysis ( TGA ) . Through thermogravimetric analysis kinectic study of thermal decomposition of the CN was carried out, it was possible to determine the conversion ( ) of the thermal decomposition of each sample of NCC under different heating rates of 5 , 10 , 20 and 40 ° C.min-1 . Through these data was possible to estimate the activation energy involved in the thermal decomposition process by applying kinetic method ASTM E 1641 , and the kinetic method of Kissinger . / A aplicação de nanocristais de celulose (NCC) como agente de reforço para matrizes poliméricas tem atraído considerável atenção, pois os nanocompósitos baseados em NC geralmente exibem propriedades térmicas, mecânicas e de barreira superiores em relação ao polímero puro ou compósitos convencionais, e adicionalmente oferecem benefícios ambientais. Tendo em vista a utilização desses NCC como agente de reforço para matrizes poliméricas, a estabilidade térmica destes cristais é um fator chave para que os mesmos possam ser usados como materiais de reforço eficazes, uma vez que as temperaturas de processamento de termoplásticos muitas vezes excede os 200°C. Neste trabalho foram extraídos NCC de diferentes fontes, celulose de manga purificada (CP), celulose de polpa Kraft de eucalipto (PK) e celofane (CEL), através de hidrolise ácida com H2SO4 e HCl. As composições químicas dos CP, PK e CEL utilizadas na hidrólise foram determinadas quanto aos teores de -celulose, holocelulose, hemicelulose, lignina e cinzas. Todos os NCC foram caracterizados através de análise elementar (C,H,N,S), difração de raios-x, microscopia de força atômica (AFM) e análise termogravimétrica (TGA). Através das análises termogravimétricas, foi realizado o estudo cinético de degradação térmica dos NCC, onde foi possível se determinar a conversão ( da decomposição térmica para todas as amostras de nanocristais de celulose. E sob diferentes taxas de aquecimentos 5, 10, 20 e 40°C.min-1. Através desses dados pôde-se estimar a energia de ativação envolvida no processo de decomposição térmica aplicando-se os métodos cinéticos ASTM E 1641 e o método cinético de Kissinger. / Mestre em Química