Orientador: Prof. Dr. José Antonio Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2015. / O estudo de metodos de sintese e das propriedades fisicas de oxidos de metais de transicao micro/nano estruturados tem atraido grande interesse em pesquisa cientifica fundamental e tambem devido a aplicacoes em diferentes areas, incluindo a fotonica, spintronica e microeletronica. Amostras hierarquicamente micro/nano estruturadas de oxido de zinco (ZnO) foram produzidas atraves do metodo de oxidacao termica em temperaturas acima do ponto de fusao do Zn metalico (TF = 420 oC). Durante todo o processo de sintese, medidas de resistividade eletrica in situ em funcao da temperatura foram realizadas. As propriedades morfologicas, estruturais e de transporte eletrico em diversas micro/nano estruturas foram estudadas atraves de microscopia eletronica de varredura, difracao de raios x e resistividade eletrica. Na primeira parte do trabalho, microfios (50 ¿Êm) coaxiais com estrutura do tipo core/shell (Zn/ZnO) foram produzidos: o nucleo e composto de Zn metalico e a camada consiste de uma microcamada nanoestruturada de oxido recoberta radialmente com nanofios de ZnO. A analise de DRX confirmou a presenca de duas fases cristalograficas, uma pertencente a estrutura hexagonal tipo wurtzita associada a fase de ZnO (shell) e outra a fase metalica do Zn (core). O crescimento dos nanofios de ZnO ocorre devido a difusao de ions de Zn atraves da rede cristalina, contorno de grao e superficie. O comprimento medio dos nanofios varia de 3 a 8 ¿Êm e o diametro 80 a 100 nm. As propriedades eletricas em funcao da temperatura e do campo magnetico destes microfios coaxiais variando a espessura da camada nanoestruturada foram estudadas atraves do modelo de Bloch- Gruneisen. Foi observado um aumento no acoplamento eletron-fonon e da resistividade eletrica residual com o aumento da espessura da camada de oxido nanoestruturada. Os microfios com camada de ZnO nanoestruturada apresentaram um aumento do efeito de magnetorresistencia, o qual foi mais pronunciado em baixas temperaturas. Microtubos de ZnO decorados com nanofios de ZnO na superficie externa foram surpreendentemente obtidos devido a evaporacao completa do nucleo de Zn metalico. O diametro dos microtubos semicondutores varia de 50 a 120 ¿Êm e comprimento de ate 300 ¿Êm. A morfologia dos nanofios pode ser alterada para nanobastoes ou nanoparalelepipedos. Microtubos de ZnO com nanobastoes de ZnO no seu interior tambem foram produzidos. A formacao dos nanobastoes no interior do microtubo pode estar relacionada com a alta texturizacao do precursor Zn metalico. Outras nanoestruturas diversas de ZnO formadas na ponta dos nanofios atraves do mecanismo solido-vapor foram observadas. Materiais com morfologias hierarquicas tais como apresentadas neste trabalho podem ter aplicacoes tecnologicas multifuncionais combinando as diferentes funcoes de microtubo com as dos nanofios.

Orientador: Prof. Dr. Jean Jacques Bonvent / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2015. / Arcabouços são estruturas de inserção para suporte e regeneração de tecidos biológicos. Vários estudos mostraram que, quando constituídas por nanofibras de biopolímeros, essas estruturas tridimensionais apresentam características favoráveis, tais como biocompatibilidade, não-toxicidade e biodegrabilidade, para adesão e proliferação de componentes da matriz extra-celular. Este trabalho teve como objetivo desenvolver nanofibras poliméricas à base de Poli (álcool vinílico) (PVA) e quitosana, avaliar suas características morfológicas e atividade bactericida in vitro para possível aplicação como arcabouço para reparo tecidual. Filmes com nanofibras poliméricas foram obtidos pelo método de eletrofiação com diferentes parâmetros da solução polimérica, formada pela mistura de dois biopolímeros, o PVA (10%) e a Quitosana (1%). A morfologia dos filmes foi estudada por imagens de microscopia de força atômica (AFM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), comparando o diâmetro das estruturas das nanofibras obtidas de acordo com as mudanças dos parâmetros da solução polimérica. A análise da estrutura molecular dos filmes foi realizada por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR-ATR); a análise térmica e mecânica das amostras foi efetuada por análise termogravimétrica (TGA) e análise dinâmica mecânica (DMA), respectivamente. Como teste de bioatividade, as amostras foram postas em contato com bactérias Staphylococcus aureus (ATCC 6538) para análise de inibição de crescimento. As nanofibras foram obtidas com o diâmetro variando de acordo com a proporção de quitosana na solução polimérica, além de obter fibras mais uniformes e com menos contas com PVA. As blendas de PVA e Quitosana foram obtidas de forma homogênea com aumento da estabilidade térmica e menos resistente a deformação, além de preservar características intermoleculares de cada polímero em suas blendas. Nanofibras com diferentes frações de quitosana em solução polimérica não foram capazes de inibir o crescimento de bactérias, apresentando atividade bactericida somente quando misturadas ao cloridrato de tetraciclina (1%). Tais arcabouços necessitam de estudos mais aprofundados para a aplicação na engenharia de tecidos, para a promoção do reparo tecidual. / Scaffolds are materials applied for support and tissue regeneration. Nanofibers produced by polymeric matrix should attend some basics demands for scaffolds such as being biocompatible, nontoxic, biodegradable, allowing adhesion and growing of the matrix extra cellular components (fibroblast, collagens and integrins). The aims of this work was to develop polymeric nanofibers, with morphological characteristics and bactericidal activity for cell proliferation, as future scaffold candidate for skin wound repair. The polymeric nanofibers were obtained by electrospinning method with different solutions parameters of a mixture of Poly (vinyl alcohol) (PVA) (10 %) and Chitosan (1%). Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) was used in order to analyze the morphology of scaffold surface, in terms of fiber diameter and density, as well as surface layers porosity. Molecular analysis was performed with Fourier Transformed Infrared (FTIR-ATR mode); Thermal and mechanical properties of the scaffold were investigated by means of TGA and DMA, respectively. As bioactivity test, samples were placed in contact with Staphylococcus aureus bacteria (ATCC 6538) for growth inhibition analysis. The nanofibers were obtained with the diameter varying with the proportion of chitosan in the polymer solution, plus fibers uniform and less beads with PVA. The blends of PVA and chitosan were obtained homogeneously with increased thermal stability and less resistant to deformation, in addition to preserving intermolecular characteristics of each polymer in their blends. Nanofibers with different fractions of chitosan polymer solution were unable to inhibit the growth of bacteria, showing bactericidal activity only when mixed with tetracycline hydrochloride (1%). Such frameworks require further study for application in tissue engineering, to promote tissue repair.

Orientador: Prof. Dr. Mauro Coelho dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. / No presente trabalho foram desenvolvidos eletrocatalisadores de materiais nanoestruturados à base de V/C (vanádio/carbono) para estudo da Reação de Redução de Oxigênio (RRO) por dois métodos: o Método dos Precursores Poliméricos (MPP) e o Método Sol-Gel (MSG). Estes materiais foram preparados com variação da proporção em massa de vanádio de 1%, 3%, 5% 7%, 10% e 13% em suporte de carbono Vulcan XC 72R. Para cada método foi comparada a diferença da atividade catalítica no que se refere à formação do peróxido de hidrogênio (H2O2) pela RRO via dois elétrons tendo como referência os resultados de corrente de anel obtidos nos testes dos materiais, utilizando-se a técnica de eletrodo de disco-anel rotatório. Os materiais mais promissores referentes a cada metodologia de síntese apresentaram resultados bastante semelhantes. O eletrocatalisador nanoestruturado com 3 % de vanádio em suporte de carbono produzido pelo MSG mostrou maior eficiência em relação ao Vulcan XC 72R, com a transferência de 2,2 elétrons e eletrogeração de 89% de H2O2 na RRO. Utilizando o MPP, o eletrocatalisador nanoestruturado com 7% de vanádio em carbono apresentou maior atividade catalítica, transferindo 2,2 elétrons e eletrogerando 91% de H2O2 na RRO. Os materiais foram caracterizados fisicamente por Difratometria de 10 Raios X (DRX), que indicou principalmente a formação de V2O5 na superfície do suporte, sendo que seu caráter ácido pode facilitar a formação de H2O2. As imagens obtidas por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) sugerem que os materiais são amorfos e com tamanho de partículas sub-microscópicos. As proporções de vanádio que obtiveram melhores resultados para cada método foram caracterizadas por Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios-X (XPS: X-Ray Photoelectron Spectroscopy), sendo possível determinar a composição química da estrutura superficial da camada, confirmando a presença do V2O5 na superfície dos mesmos, bem como das espécies oxigenadas ácidas. Este fator contribuiu para o aumento da hidrofilicidade, facilitando a adsorção de gás oxigênio na superfície do eletrocatalisador, e potencializando a formação de H2O2. Ambos os materiais também foram avaliados quanto ao seu ângulo de contato e molhabilidade em relação ao carbono Vulcan XC 72R, mostrando que a adição do vanádio na superfície do carbono, em ambos os métodos, aumentou sua hidrofilicidade, e favorece a eletrogeração do H2O2. / In this work were developed electrocatalysts of nanostructured materials based on V/C (vanadium/carbon) prepared by two methods, Polymeric Precursors Method (PPM) and the Sol-Gel Method (SGM), to study the oxygen reduction reaction (ORR). These materials were prepared with 1%, 3%, 5%, 7%, 10% and 13% of vanadium load on carbon Vulcan XC 72R support. For each method, the difference on catalytic activity was compared with regard to the hydrogen peroxide (H2O2) formation by ORR via two electrons. Similar results on H2O2 electrogeneration were obtained for both methods. The catalytic activity for ORR was studied using a rotating ring-disk electrode. The nanostructured electrocatalyst with 3% of vanadium on carbon produced by SGM showed greater efficacy compared to Vulcan XC 72R, with transfer of 2.2 electrons and 89% of H2O2 electrogeneration in ORR. Related to PPM, the nanostructured electrocatalyst with 7% vanadium on carbon showed higher catalytic activity, transferring 2.2 electrons and electrogenerating 91% of H2O2 in ORR. The materials were characterized physically by X-ray diffractometry (XRD), which indicated mainly the formation of V2O5 on the support surface, and its acidic character assists to the H2O2 formation. The images obtained by Transmission Electron Microscopy (TEM) suggest that the materials are amorphous and present 12 sub-microscopic particles size. The vanadium loads which presented the best results for each method were characterized by X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), it being possible to determine the chemical composition of the surperficial layer structure, confirming the presence of V2O5 on the surface thereof, and the oxygenated acid species. This factor contributes to the increased hydrophilicity, facilitating the adsorption of oxygen gas on the electrocatalyst surface, and enhancing the H2O2 formation. These materials were also evaluated from the contact angle and wettability, indicating that the addition of vanadium on the carbon surface increases the hydrophilicity and promotes the increase in H2O2 electrogeneration, for both methods.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316599.pdf: 2616486 bytes, checksum: 886fd2ef3956654c67a8a0360eae3bd7 (MD5) / Os materiais nanoestruturados (MN) FeSb2 e Sb2Te3 foram produzidos por moagem mecânica (MM) e tiveram suas propriedades estruturais e ópticas investigadas na condição de altas pressões, através de medidas in situ de padrões de difração de raios X (DRX) e espectros Raman (ER). As propriedades estruturais, térmicas e ópticas para a liga FeSb2 também foram estudadas nas condições ambiente, através de medidas de DRX, ER, calorimetria diferencial de varredura (DSC - Differential Scanning Calorimetry) e transmitância óptica (TO). Medidas in situ de DRX e ER em função da pressão foram realizadas para a liga FeSb2 para pressões até 28.2 e 45.2 GPa, respectivamente. As medidas de DRX revelaram que, com o aumento da pressão, ocorre degradação da fase ortorrômbica S.G Pnnm (fase I) estável em condições ambiente. Aumento de fração volumétrica de uma fase amorfa, nucleada durante o processo de MM é observado. A fração volumétrica da fase amorfa é máxima em 23.3 GPa. Entre 14.3 e 23.3 GPa uma fase tetragonal, com grupo espacial (S.G - space group) I4/mcm (fase II) é nucleada, porém até a máxima pressão aplicada, 28.2 GPa, não foi observada nenhuma transição total da fase I para a fase II através de medidas de DRX. Medidas de ER revelam que, para pressões acima de 21 GPa, o modo Raman ativo A1g referente a fase II começa a ser fracamente observado. Para maiores pressões, medidas de ER revelam uma transição da fase I para a fase II. Medidas de DRX e ER in situ em função da pressão foram realizadas para a liga Sb2Te3 para pressões até 19.2 e 25.5 GPa, respectivamente. As medidas DRX revelaram uma sequência de transições de fases: (1) A fase romboédrica (fase I), S.G R-3m, estável em condições ambientes, se transforma completamente em uma fase ortorrômbica (fase II), S.G C2/m, em torno de 13.2 GPa. (2) Entre 15.2 e 19.2 GPa, a fase II inicia uma transformação para uma terceira fase ortorrômbica (fase III), S.G C2/c. Em 19.2 GPa ainda há vestígios da fase II. Uma transição topológica eletrônica (ETT - electronic topological transition) foi observada através de medidas de DRX e ER em uma pressão em torno de 3.7 GPa.<br> / Abstract : Nanostructured materials (NM) FeSb2 e Sb2Te3 were produced by mechanical milling (MM). Their structural and optical properties were investigated under high pressure condition, via in situ measurements of patterns of X-ray diffraction patterns (XRD), and Raman spectra (RS). The structural, thermal and optical properties of FeSb2 were also studied of ambient conditions by XRD, RS, differential scanning calorimetry (DSC) and optical transmittance (OT). In situ XRD and RS measurements as a function of pressure were performed for the FeSb2 alloy for pressures up to 28.2 and 45.2 GPa, respectively. XRD measurements reveal that, with increasing pressure, degradation of the orthorhombic phase (phase I), S.G Pnnm, occurs. An increase in the volume fraction of an amorphous phase, nucleated during the MM process, is observed. The volume fraction of the amorphous phase is maximum at 23.3 GPa. Between 14.3 and 23.3 GPa a tetragonal phase, space group S.G I4/mcm (phase II) is nucleated, but until the maximum applied pressure, 28.2 GPa, the complete transition from phase I to phase II was not observed by XRD measurements. ER measurements show that for pressures above 21 GPa, the Raman active mode A1g, relative of phase II, begins to be faintly observed. For pressures higher than 21 GPa, measures of RS reveal a transition from phase I to phase II. XRD and RS measurements as a function of pressure were performed for the Sb2Te3 alloy for pressures up to 19.2 and 25.5 GPa, respectively. XRD measurements reveal a sequence of phase transitions: (1) the rhombohedra phase (phase I) with space group S.G R-3m, stable at ambient conditions, is completely transformed into a orthorhombic phase, S.G C2/m (phase II) around 13.2 GPa. (2) between 15.2 and 19.2 GPa, phase II begins a transformation to a third orthorhombic phase (phase III) with S.G C2/c. At 19.2 GPa there is still some remain of phase II. An electronic topological transition (ETT) was observed around 3.7 GPa.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-03Bitstream added on 2014-06-13T18:43:04Z : No. of bitstreams: 1 chorilli_m_dr_arafcf.pdf: 6828214 bytes, checksum: e7f3732e2e09e7a3c509d1c9cc6b1d5e (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O estudo de sistemas nanoestruturados tem chamado a atenção de um número cada vez maior de pesquisadores das áreas farmacêutica e cosmética, devido às inúmeras vantagens conferidas, como aumento da estabilidade e eficácia de princípios ativos. Os efeitos desses sistemas na pele são dificilmente relatados na literatura científica. Os objetivos deste trabalho foram: desenvolver e caracterizar fisico-quimicamente sistemas nanoestruturados contendo palmitato de retinol (PR); realizar os testes de estabilidade preliminares (TEP) para as formulações selecionadas; realizar o controle microbiológico bem como o teste de desafio para eficácia conservante para as formulações empregadas; verificar o efeito irritativo das formulações segundo escala de Draize e por análise histológica, além de avaliar a eficácia das formulações no tratamento do envelhecimento cutâneo. As formulações preparadas com silicone fluido de co-polímero glicol (SFCG), poliéter funcional siloxano (PFS) e água (S1) e com adipato de diisopropila, PFS e água (S4) apresentaram fases líquido-cristalinas do tipo lamelar. Os TEPs evidenciaram que as formulações F1, F2 e F3 de todos os sistemas desenvolvidos se mantiveram estáveis durante o período do estudo. As formulações do sistema S1 apresentaram maior formação e estabilidade de cristais líquidos no decorrer do experimento, sendo selecionadas para incorporação de PR. As formulações F1, F1v, F4 e F4v do sistema S1 e a formulação F5 do sistema S4 apresentaram-se como fluidos pseudoplásticos não–Newtonianos. A formulação F5 foi a mais tixotrópica, seguido pelas formulações F1v e F1. As condições de armazenamento, de acordo com os ensaios de escoamento e mecânicodinâmicos, interferem na estruturação do sistema. As formulações F1, F1v, F4 e F4v não apresentaram contaminação microbiana... / The study of nanostructured systems has interested an inreasing number of pharmaceutical and cosmetic areas researchers, due to the great advantage, as increase of the stability and effectiveness of active substances. The effects of those systems in the skin poorly reported on the scientific literature. The aims of this work were: to develop and to characterize physicochemically nanostructured systems containing retynil palmitate (RP); to carry out a preliminary stability tests (PST) for the selected formulations; to carry through the microbiological control as well the challenge test for preservative effectiveness for the used formulations; to evaluate the irritation effect of the formulations according to Draize scale and histological analysis, besides to evaluate the effectiveness of the formulations in the treatment of the cutaneous aging. The formulations prepared with silicon glycol copolymer (SGC), polyether functional siloxane (PFS) and water (S1) and with diisopropyl adipate, PFS and water (S4) presented liquid-crystalline phases with lamellar arrangement. The PST evidenced that the formulations F1, F2 and F3 of all the developed systems remained stable throughout the period of study. The formulations of the S1 system presented higher formation of liquid crystals and better stability, being selected for incorporation of RP. The formulations F1, F1v, F4 and F4v of the S1 system and the formulation F5 of the S4 system presented as not- Newtonian pseudoplastic fluids. The formulation F5 was the most thixotropic, followed by the formulations F1v and F1. The storage conditions, in accordance with draining and mechanicdynamic assays, interfere with the structure of the system. The formulations F1, F1v, F4 and F4v did not present microbiological contamination, evidenced by the estimate of the number of viable microorganisms and by the presence... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-03Bitstream added on 2014-06-13T19:21:28Z : No. of bitstreams: 1 costa_rm_dr_bauru.pdf: 1098183 bytes, checksum: 25def17b0af877f4604042281b271f05 (MD5) / Neste trabalho nós reportamos a síntese, caracterização, adsorção e propriedades dos materiais nomeados de octa[3-(2-amino-1,3,4-tiadiazol)propil]silsesquioxano (ATD-SSQ), octa[3-(3-amino-1,2,4-triazol)propil]silsesquioxano (ATZ-SSQ), octa[3-94-amino-2-mercaptopirimidina)propil]silsesquioxano (4-MCP-SSQ), octa[3-(2-mercaptopirimidina)propil]silsesquioxano (MCP-SSQ) e octa[3-(tioureia)propil]silsesquioxano (TIOU-SSQ). As isotermas de adsorção do M'X IND. 2'(M = Cu(II),Ni(II); X ='Cl POT.-', 'Br POT.-') para ATD-SSQ, ATZ-SSQ, 4MCP-SSQ e TIOU-SSQ. Foram estudadas em solução aquosa e etanólica a 25ºC. As adsorções em solução de etanol foram mais altas que em solução aquosa devido a alta polaridade da água, com maior força de solvatação do soluto e sítios básicos na superfície. As isotermas de adsorção de Cu'Cl IND. 2', Cu'Br IND. 2' e Ni'Cl IND. 2', em soluções etanólica e aquosa foram executadas usando o método da batelada. As condições de equilíbrio foram observadas em um tempo abaixo de 20min para todos os nanomateriais. Os resultados obtidos em experimentos de fluxo usando o método de coluna, demonstraram uma recuperação de 100% dos íons metálicos adsorvidos em uma coluna empacotada com 2g de nanomaterial, usando mL de HCl 1 mol 'L POT. -1' como solução eluente. A sorção-desorção dos íons metálicos possibilitou o desenvolvimento de um método para pré-concentração e determinação de íons metálicos a nível traço em etanol comercial, usado como combustível para automóveis. Os valores determinados pelo método recomendado para as usinas 1, 2 e 3 indicaram uma quantidade de cobre de 51,60 e 78 mg 'L POT. -1', e de ferro de 2, 15, e 3 mg 'L POT. -1', respectivamente. O ATZ-SSQ também foi testado para a determinação (em fluxo usando a técnica de coluna) dos íons metálicos presentes em águas naturais. Estes valores obtidos foram... / In this work we report on the synthesis, characterization, adsorption and properties of the nanomaterials named octa[3-(2-amino-1,3,4-tiadiazole)propyl]silsesquioxane (ATD-SSQ), octakis[3-(3-amino-1,2,4-triazole)propyl]silsesquioxane (ATZ-SSQ), octakis[3-94-amino-2-mercaptopirimidine)propyl]silsesquioxane (4-MCP-SSQ), octakis[3-(2-mercaptopirimidina)propyl]silsesquioxano (MCP-SSQ) e octakis[3-(thioureia)propyl]silsesquioxane (TIOU-SSQ). The isotherms of M'X IND. 2'(M = Cu(II),Ni(II); X ='Cl POT.-', 'Br POT.-') para ATD-SSQ, ATZ-SSQ, 4MCP-SSQ e TIOU-SSQ. Were studied in ethanol and aqueous solutions at 298K. Adsorptions from ethanol solutions were higher than those from aqueous solutions due to the higher polarity of water, which can more strongly solvate the solute and the basic sites on the surface. The adsorption isotherms for Cu'Cl IND. 2', Cu'Br IND. 2' and Ni'Cl IND. 2' from ethanol and aqueous solutions were performed by using the batchwise method. The equilibrium condition is reached at time lower than 20 min for all nanomaterials, ATD-SSQ, ATZ-SSQ, 4MCP-SSQ, MCP-SSQ and TIOU-SSQ. The results obtained in the flow using a column experiments, showed a recovery of the 100% of the metal ions adsorbed in a column packed with 2g of the nanomaterial, using 5 mL of 1.0 mol 'L POT. -1' HCl solution as eluent. The sorption-desorption of the metal ions made possible the development of a method for preconcentration and determination of metal ions at trace level in commercial ethanol, used as fuel for car engines. The values determined by recommended method for plants 1, 2 and 3 indicated an amount of copper of 51, 60, and 78 'L POT. -1', and of iron of 2, 15, and 3mg 'L POT. -1', resoectuvely. The ATZ-SSQ was also tested for the determination (in flow using a column technique) of the metal ions present in natural waters. These values are very close... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3765.pdf: 3382969 bytes, checksum: 0b5a6da8ea8e190fb9cc67f99fb89ced (MD5) Previous issue date: 2010-11-08 / Universidade Federal de Minas Gerais / This work reports the electrochemical and spectroscopic studies of ethylene glycol and ethanol electrooxidation onto Ptpc/(Pt1Ir1)x/Pty, Ptpc/Irx/Pty (where x and y designate different thickness) and alloys Ptpc/(PtxIry)1.5ML (where x and y designate different atomic ratio) metallic multilayer electrodes. About ethylene glycol electrooxidation, it was observed that metallic multilayer electrodes without alloys in the inner layer, i.e. Ptpc/Ir3.0/Pt3.0 exhibited are increase around 175% in the peak current. Using factorial design technique, it was possible to determine that the composition effect of the inner layer was the most significant. Using in situ FTIRRAS, it was observed that the CO2 onset production over Ptpc/Ir3.0/Pt3.0 metallic multilayer electrodes shifted 100mV towards more negative values and its production was increased by approximately 140% compared to Ptpc. During the ethanol electrooxidation, it was observed that the process onset was shifted 200mV towards more negative values over Ptpc/Irx/Pty and the peak current density increased about 375% over Ptpc/Ir1.3/Pt10 compared to Ptpc. The CO2 production was shifted 100mV towards more negative for all Ptpc/Irx/Pty metallic multilayer electrodes, and especially for Ptpc/Ir250/Pt250 the CO2 production increased up to 960%. A complete C-C bond cleavage for ethanol molecule, leading to COL as intermediate and CO2 as final reaction production was for the first time observed in this work. Therefore, no band related to acetaldehyde and acetic acid was observed by in situ FTIRRAS over Ptpc/Ir250/Pt250 metallic multilayer electrodes. / Este trabalho descreve os estudos eletroquímicos e espectroscópicos da eletrooxidação de etileno glicol e etanol sobre eletrodos constituídos de multicamadas metálicas Ptpc/(Pt1Ir1)x/Pty, Ptpc/Irx/Pty (onde, x e y designam diferentes espessuras) e ligas Ptpc/(PtxIry)1.5ML (onde, x e y designam diferentes frações atômicas). Para a eletrooxidação de etileno glicol, foi observado que eletrodos que não apresentavam ligas na sua camada interna, ou seja, Ptpc/Ir3.0/Pt3.0 apresentaram incremento na densidade de corrente de até 175%. Com o auxílio da técnica de planejamento fatorial, foi possível determinar que o efeito composição da camada interna foi o mais significativo. Utilizando FTIRRAS in situ, foi possível observar que a produção de CO2 sobre eletrodos Ptpc/Ir3.0/Pt3.0 é iniciada 100mV mais negativa e que sua produção foi aumentada em aproximadamente 140% em relação à Ptpc. Para a eletrooxidação de etanol, foi observado que o inicio do processo é iniciado 200mV mais negativo sobre eletrodos Ptpc/Irx/Pty e os valores de densidade de corrente aumentaram 375% sobre Ptpc/Ir1.3/Pt10 em relação à Ptpc. Sobre todos os eletrodos Ptpc/Irx/Pty a produção de CO2 ocorre 100mV mais negativa, e, em especial sobre eletrodos Ptpc/Ir250/Pt250 o aumento na produção de CO2 foi de aproximadamente 960%. A quebra completa da ligação C-C da molécula de etanol, obtendo, portanto, apenas COL como intermediário e CO2 como produto de reação foi pela primeira vez observada neste trabalho. Portanto, nenhuma banda relacionada à acetaldeído, bem como ácido acético foi observada utilizando FTIRRAS in situ sobre eletrodos Ptpc/Ir250/Pt250.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4417.pdf: 4764292 bytes, checksum: f843bb063e4e62585bcaf3a316f53db2 (MD5) Previous issue date: 2012-06-22 / Universidade Federal de Minas Gerais / First, a glassy carbon electrode modified with functionalized carbon nanotubes (CNTs) and glucose oxidase was proposed. Cyclic voltammetry of GOx immobilized onto the surface of CNTs showed a pair of well-defined redox peaks, which corresponds to the direct electron transfer of GOx, with a formal potential of -0.418 V in 0.1 mol L-1 phosphate buffer solution (pH 7.0). An apparent heterogeneous electron transfer rate constant of 1.69 s-1 was obtained. The determination of glucose was carried out by square wave voltammetry and the developed biosensor showed good reproducibility and stability. The second biosensor was a boron-doped diamond electrode modified with AuNPs electrodeposited and Tyrosinase (Tyr). The occurrence of direct electron transfer between the electrode surface and the Tyr active site was verified by cyclic voltammetry, yielding the following parameter values: formal redox potential of 0.115 V. The developed Tyr-AuNPs/BDD biosensor exhibits good sensitivity, stability, and reproducibility for the determination of phenol by SWV. The third proposed biosensor was developed based on acetylcholinesterase, gold nanoparticles and poly (allylamine hydrochloride) film on the surface of screen printed carbon electrodes (SPCE) for the determination of pesticides using a portable micromachined flow injection system. The AChE-AuNPs/SPCE biosensor presented a limit of detection of 5.0 x 10-8 mol L-1 for Diuron. In addition, the biosensor showed good sensitivity, stability and reproducibility for Diuron determination in water samples. Finally, a novel electrochemical immunosensor using electrodeposited gold nanoparticles modified-screen-printed carbon electrodes (AuNPs/SPCEs) was developed for the determination of prolactin.The variables involved in the preparation of the immunosensor and the electrochemical detection step were optimized, which presented a limit of detection of 10 ng mL-1. The analytical usefulness of the immnunosensor for the analysis of real samples was demonstrated by analyzing human serum spiked with PRL at two different concentration levels. / Primeiramente desenvolveu-se uma nova arquitetura de um biossensor para glicose utilizando-se a enzima glicose oxidase (GOx) imobilizada em nanotubos de carbono funcionalizados (CNTs) e dihexadecil hidrogenio fosfato (DHP) sobre a superficie de carbono vitreo (GCE). Resultados de voltametria ciclica apresentaram um par de picos redox bem definidos, correspondente a transferencia eletronica direta da GOx para o eletrodo, com o potencial formal de -0,418 V (vs. Ag/AgCl (KCl 3,0 mol L-1)). O biossensor foi aplicado na determinacao de glicose, o qual mostrou boas reprodutibilidade, estabilidade e seletividade. O segundo biossensor desenvolvido foi aquele utilizando-se a enzima tirosinase (Tyr) imobilizada em nanoparticulas de ouro sobre a superficie de um eletrodo de diamante dopado com boro. Resultados de voltametria ciclica apresentaram um par de picos redox bem definidos, correspondente a transferencia eletronica direta da Tyr. As determinacoes de fenol foram realizadas por SWV e o biossensor proposto apresentou um limite de deteccao de 0,07 &#956;mol L-1. Em sequencia foi proposto um biossensor para a determinacao de pesticidas utilizando-se a enzima acetilcolinesterase imobilizada sobre filme de nanoparticulas de ouro e hidrocloreto de polialilamina sobre a superficie de eletrodos de carbono impresso (SPCE). O eletrodo AChE-AuNPs/SPCE apresentou um limite de deteccao de 5,0 x 10-8 mol L-1 para Diuron, alem de boa estabilidade e reprodutibilidade para a determinacao do pesticida por amperometria. Por fim foi proposto tambem um imunossensor usando nanoparticulas de ouro eletrodepositadas sobre eletrodos de carbono impresso (AuNPs/SPCEs) para a determinacao de prolactina. Os anticorpos antiprolactina biotinilada foram imobilizados em AuNPs/SPCEs modificados com estreptavidina em um imunoensaio do tipo sanduiche envolvendo o analito e um anticorpo antiprolactina marcado com fosfatase alcalina (AP). O imunossensor proposto apresentou um limite de deteccao de 10 ng mL-1 e foi aplicado com sucesso em amostras de soro humano enriquecido com prolactina comprovando a eficacia do procedimento proposto.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6405.pdf: 3819979 bytes, checksum: 35dd3fbbb523d12b831a36971afa67b9 (MD5) Previous issue date: 2014-07-28 / Universidade Federal de Minas Gerais / Fuel cell is an alternative studied in recent years for energy conversion. A problem of this type of device is the choice of anode material and fuel used. Thus, different materials have been proposed besides the pure metals, such as alloys and metallic multilayers, and the direct conversion cell using small organic molecules has received particular attention. In this work we developed metallic multilayer Ptpc/Rh/Pt materials for the electroxidation of methanol and carbon monoxide. The technique used for the characterization of the electrodes and also to study the electroxidation of methanol and carbon monoxide was cyclic voltammetry. In addition, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used in order to characterize the oxidation of methanol on these multilayers. The methanol electroxidation showed an onset potencial shifted towards more negative potencials over Ptpc/Rh/Pt and the peak current density increased about 283% over Ptpc/Rh2.0/Pt1.0 compared to Ptpc. EIS data indicated a lower resistance to charge transfer in the reactions performed on multilayers. Carbon monoxide electroxidation showed a higher current density for all multilayers electrodes when compared to Ptpc. / A célula à combustível é uma das alternativas mais estudadas nos últimos anos para a conversão de energia. Um dos problemas deste tipo de dispositivo está na escolha do material do ânodo e no combustível utilizado. Desta forma, diferentes materiais têm sido propostos além dos metais puros, como ligas e multicamadas metálicas, e a célula de conversão direta utilizando pequenas moléculas orgânicas tem recebido especial atenção. Neste trabalho foi desenvolvida a multicamada metálica Ptpc/Rh/Pt para a eletroxidação de metanol e monóxido de carbono. A técnica utilizada para a caracterização dos eletrodos produzidos e também para o estudo da eletroxidação de metanol e monóxido de carbono foi a voltametria cíclica. Além disso, foi utilizada a espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) para a caracterização do processo de oxidação do metanol sobre essas multicamadas. Para a eletroxidação do metanol, foi observado que o processo é iniciado em potencias mais negativos sobre Ptpc/Rh/Pt e os valores de densidade de corrente aumentaram 283% sobre Ptpc/Rh2,0/Pt1,0 em relação à Ptpc. Dados de EIS indicaram uma menor resistência à transferência de carga nas reações realizadas sobre as multicamadas. Para a eletroxidação do monóxido de carbono, foi observado que todos os eletrodos apresentaram maior densidade de corrente que a Ptpc.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6478.pdf: 2899923 bytes, checksum: 1095bab77bd034424c8a38e03d4f85ef (MD5) Previous issue date: 2014-03-21 / Universidade Federal de Minas Gerais / Nanocomposites were developed based on polyacrylamide hydrogels (PAAm) and methylcellulose (MC) reinforced with montmorillonite (MMT), undergoing the materials to subsequent hydrolysis process and evaluating their loading and potential for slow release of agricultural nutrients. The hydrolyzed material obtained excellent results in terms of swelling degree, about five times higher than hydrogels commonly found in the literature and presented loading capacity values of two sources of nutrients - urea (macronutrient) and sodium octaborate (micronutrient) - above to the generally reported. Finally, it was shown that the nanocomposites structure played a key role to control the release of nutrient sources, whereas the MMt content in the material controlled the total amount charged and reduced the release kinetics of nutrient for solution. Through X-ray diffraction, good nanodispersion (intercalation) and exfoliation of the clay platelets in the polymeric hydrogel matrix were revealed, mainly for the hydrolyzed nanocomposites. FTIR analysis indicated that incorporation of the MMt with the polymer matrix of the hydrogel occurred, and this incorporation increased the rate of water and nutrient solution absorption (indicated by higher values in kinetic constant k). The presence of MMt in the nanocomposite was shown as a decisive factor for the application viability, since it determined the increasing in mechanical strength, improved thermal properties and loading capacity for nutrient sources, also contributing significantly to the reduction of the final price of material. The results showed that nanocomposites are potentially applicable in agricultural systems as a carrier of nutrients sources. / Foram desenvolvidos materiais nanocompósitos baseados em hidrogéis de poliacrilamida (PAAm) e metilcelulose (MC) reforçados com montmorilonita (MMt), submetendo os materiais a processo subsequente de hidrólise, e avaliando seu potencial para o carregamento e liberação lenta de nutrientes agrícolas. O material hidrolisado obteve excelentes resultados de intumescimento, cerca de até cinco vezes superiores que os comumente encontrados na literatura, e apresentou capacidade de carregamento de duas fontes de nutrientes ureia (macronutriente) e octaborato de sódio (micronutriente) em valores também superiores ao geralmente reportado. Por fim, a estrutura do nanocompósito se mostrou essencial para o controle da liberação das fontes de nutrientes, sendo que o teor de MMt no material controlou a quantidade total carregada e a cinética de liberação para o meio. Por medidas de difração de raios-X, notou-se uma boa nanodispersão (intercalação) e esfoliação das plaquetas de argila na matriz de hidrogel principalmente para os nanocompósitos hidrolisados. Análises de FTIR indicaram que houve a incorporação do argilomineral junto à matriz polimérica do hidrogel, e essa incorporação aumentou a velocidade de absorção de água ou solução nutritiva (indicada pelo aumento da constante cinética k). A presença do argilomineral no nanocompósitos se mostrou um fator importante para a viabilidade de sua aplicação, pois aumentou a resistência mecânica do material, indicada pelos testes de compressão, melhorou as propriedades térmicas e a capacidade de carregamento para fontes de nutrientes, contribuindo ainda de maneira significativa para a diminuição do custo final. Os resultados obtidos mostraram que os nanocompósitos obtidos são potencialmente aplicáveis em sistemas de liberação lenta/controlada de nutrientes.