Estima-se, que, no Brasil, ocorram cerca de um milhão de vítimas de queimaduras por ano, e mesmo com a dinâmica de inovações na área da saúde, a reparação deste tipo de lesão tecidual, permanece um grande desafio. Os queimados tendem a contrair infecções sistêmicas, as quais poderão levar a óbito, se não houver o tratamento adequado ao paciente. Desta forma, são necessários cuidados extremos nas etapas que envolvem este complexo reparo tissular. Diante das dificuldades na substituição ou regeneração de órgãos ou tecidos lesionados, surgiu um campo interdisciplinar chamado de engenharia de tecidos, com foco no estudo para o desenvolvimento de suportes tridimensionais, constituídos de materiais sintéticos ou naturais, onde são cultivadas células do próprio paciente, para posteriormente serem reinseridas reparando tecidos ou substituindo órgãos por inteiro. A quitosana é um dos biopolímeros mais utilizados hoje na área de engenharia de tecidos, devido a sua capacidade de agir de forma significativa nas três fases que envolvem a cicatrização de queimaduras, sendo elas: a fase inflamatória, a fase proliferativa e a fase reparadora, e por sua alta ação bacteriostática e fungistática. Diante das propriedades já existentes da quitosana, o objetivo desta pesquisa foi o estudo para intensificá-las, através do aumento do seu grau de desacetilação e modificando-a para uma escala nanométrica aumentando assim sua área superficial. Para isso, a quitosana foi submetida a meio altamente alcalino com variação de temperatura e variação do tempo de reação, utilizando a ferramenta estatística fatorial completo 23. Após a obtenção das amostras desacetiladas, foi verificado, através dos espectros obtidos por espectroscopia na região do infravermelho, que os maiores valores de grau de desacetilação ocorreram utilizando os níveis máximos em todos os fatores envolvidos na reação. Para analisar a cinética da reação e confirmar as informações obtidas do fatorial 23, foi feito um novo planejamento fatorial 22, fixando o tempo de seis horas de reação, e no decorrer deste tempo foram retiradas onze alíquotas, para análise de seus graus de desacetilação (GD). O padrão de resultados dos experimentos permitiu a aplicação de um modelo matemático que representou a realidade do que ocorreu durante a reação, sendo este o modelo do núcleo não reagido. Posteriormente, a quitosana com alto grau de desacetilação foi submetida ao método de ultrassom e pelas análises do diâmetro das partículas, potencial zeta e índice de polidispersão, foi possível verificar que a quitosana após ser submetida ao ultrassom e no pH adequado, foi possível atingir partículas em escala nanométrica. / It is estimated that in Brazil about one million burn victims occur per year, and even with the dynamics of innovations in the health area, the repair of this type of tissue injury, remains a great challenge. Burns tend to contract systemic infections, which can lead to death if the patient is not adequately treated. In this way, extreme care is required in the steps involved in this complex tissue repair. Faced with difficulties in the replacement or regeneration of injured organs or tissues, an interdisciplinary field called tissue engineering has emerged, focusing on the study for the development of three-dimensional supports, consisting of synthetic or natural materials, where the patient\'s own cells are cultured, subsequently reinserted by repairing tissues or replacing whole organs. Chitosan is one of the most widely used biopolymers nowadays in the field of tissue engineering, due to its capacity to act in a significant way in the three phases that involve the healing of burns, namely: inflammatory phase, proliferative phase and repair phase, and for its high bacteriostatic and fungiostatic action. In view of the existing properties of chitosan, the objective of this research was to intensify them by increasing its degree of deacetylation and modifying it to a gauge scale, thus increasing its surface area. For this, chitosan was submitted to a highly alkaline medium with temperature variation and reaction time variation, using the complete factorial statistical tool 23. After obtaining the deacetylated samples, it was verified by spectroscopy in the infrared region, that the highest values of deacetylation degree occurred after using the maximum levels in all factors involved in the reaction. In order to analyze the kinetics of the reaction and to confirm the information obtained from factorial 23, a new 22 factorial design was made, fixing the time of six hours of reaction, during which eleven aliquots were taken for analysis of their degree of desacetylation (GD). The pattern of results of the experiments allowed the application of a mathematical model that represented the reality of what occurred during the reaction, being this the model of the shrinking core model. Subsequently, the chitosan with a high degree of deacetylation was subjected to the ultrasound method and the analysis of particle diameter, zeta potential and polydispersion index allowed to verify that chitosan after being submitted to ultrasound at the appropriate pH achieved particles in nanometer scale.

A nanotecnologia tornou possível estruturar nanopartículas (NPs), utilizando-se polímeros biodegradáveis e atóxicos, como a quitosana (QS) - capaz de carrear e disponibilizar antígenos para a mucosa, devido sua propriedade mucoadesiva. Uma vacina liofilizada, em comparação a uma formulação líquida, possui inúmeras vantagens, tais como melhora na estabilidade do produto e melhor resistência às variações de temperatura, aumentando sua vida de prateleira e possibilitando melhor logística do produto aos locais onde o acesso à rede refrigerada é difícil; ademais, um produto liofilizado tem sua mucoadesividade aumentada, possibilitando maior tempo de permanência na mucosa. O presente trabalho teve como objetivo observar a resposta imune, em camundongos, de uma vacina desenvolvida por um mecanismo de entrega intranasal do HBsAg (Antígeno de superfície da Hepatite B) encapsulado pelo método de incorporação em nanopartículas de quitosana (NPs) liofilizadas. A formação das NPs foi realizada pela interação eletroestática da quitosana e do TPP (tripolifosfato de sódio), utilizando método de geleificação iônica. Formulações de NPs com glicina 5% apresentaram boas características após reconstituição, umidade residual inferior a 1% e processo de liofilização de 13 horas. Foi avaliada a imunogenicidade da inoculação do HBsAg em formulações de NPs de quitosana líquida e liofilizada, verificando-se que a forma líquida produziu anticorpos IgG contra HBsAg. / Nanotechnology has become possible to structure nanoparticles (NPs), using non-toxic and biodegradable polymers such as chitosan (CS), capable of carrying and deliver antigens to the mucosa, due to mucoadhesive property. A lyophilized vaccine compared to a liquid formulation, has several advantages, such as improved product stability as well as better resistance to temperature changes, increasing its shelf life allowing better logistics of the product to places where access to the chain cold is difficult and especially a lyophilized product increases muco-adhesiveness providing for longer staying in the mucosa. The work aims to observe the immune response in mice of vaccine developed by an intranasal delivery mechanism of HBsAg (hepatitis B surface antigen) encapsulated by incorporation method in chitosan nanoparticles (NPs) lyophilized. The formation of NPs was performed by electrostatic interaction between the chitosan and TPP (sodium tripolyphosphate) using the ionic gelation. Formulations showed good characteristics after reconstitution, residual humidity lower than 1% and the lyophilization process 15-hour. In this work, was evaluated the immunogenicity of inoculation of HBsAg in lyophilized and liquid formulations of chitosan nanoparticles, which liquid formulation produced anti-HBsAg antibodies.

O objetivo principal deste trabalho de doutorado foi a confecção de materiais híbridos formados a partir da união de nanopartículas de ouro com o polímero poli(3-hexiltiofeno) (P3HT). Os materiais híbridos foram obtidos através da produção de filmes de Langmuir e Langmuir-Schaefer (LS). Nanopartículas de ouro foram sintetizadas em fase aquosa (NpAu), utilizando o método de Turkevich e também, encapsuladas com 1-Octadecanotiol (NpAuOctatiol), apresentando solubilidade em clorofórmio. As NpAu foram utilizadas na subfase de uma cuba de Langmuir e o P3HT espalhado na interface ar/água. Ao transferir o filme de Langmuir formado para um substrato sólido, na forma de filme de Langmuir-Schaefer (deposição horizontal) foi possível obter um material híbrido contendo NpAu e P3HT. As NpAuOctatiol foram utilizadas para preparação de filmes LS híbridos através do espalhamento de soluções contendo uma mistura de P3HT com NpAuOctatiol com diferentes proporções. A presença das nanopartículas de ouro foi comprovada, principalmente, pelas imagens de MEV-FEG. Os filmes LS do P3HT apresentaram anisotropia ótica, permitindo inferir o tipo de orientação das moléculas tanto nos filmes de Langmuir como LS. A incorporação das nanopartículas de ouro no filme influencia na orientação do P3HT, bem como no processo fotodegradativo. Esses filmes foram utilizados em testes de sensibilidade para vapores de compostos orgânicos e água através de medidas de absorção da luz visível. Os filmes apresentaram sensibilidade apenas para três dos solventes testados: tolueno, THF e clorofórmio. Os filmes de P3HT apresentam comportamento eletrocrômico, e esse efeito pode ser observado através da aplicação de potencial por voltametria cíclica durante o registro do espectro de absorção no visível dos filmes. Comportamento eletrocrômico similar foi observado em todos os filmes LS, os quais apresentaram reversibilidade da cor inicial somente com a passagem do potencial inverso ou após certo tempo, o que não se observou para os filmes spin-coating, que apresentou recuperação da cor imediatamente após o potencial ser interrompido. Esse fato indica que o maior ordenamento dos filmes LS mantém a dopagem do filme por mais tempo, e que a presença das nanopartículas de ouro não altera essa propriedade. / The main aim of this doctorate work was the preparation of hybrid materials formed from the union of gold nanoparticles with the polymer poly (3-hexylthiophene) (P3HT). The hybrid material was obtained through the production of Langmuir and Langmuir-Schaefer (LS) films. Gold nanoparticles were synthesized in aqueous phase (AuNp) using the Turkvich method and encapsulated with 1-Octadecanethiol (AuNpOctathiol) with solubility in chloroform. The AuNp were used in the subphase of a Langmuir trough and the P3HT was spread at the air/water interface. When the Langmuir film was transferred, forming the Langmuir-Schaefer films (horizontal deposition), it was possible to get a hybrid material containing AuNp and P3HT. The AuNpOctathiol were used for the preparation of hybrid LS films through the spreading of a solution containing a mixture of P3HT and AuNpOctathiol with different proportions. The presence of gold nanoparticles has been demonstrated mainly by FEG-SEM images. The LS films of P3HT showed optical anisotropy, allowing to infer the type of orientation of the molecules in both Langmuir and LS films. The incorporation of gold nanoparticle in the film influenced the orientation of P3HT, as well as the process of photodegradation of LS films. These films were used in sensitivity tests for vapor of volatile organic compounds and water through measurements of visible light. The films showed sensitivity only for three of the tested compounds: toluene, THF and chloroform. P3HT films exhibited electrochromic behavior and this effect can be observed by applying potential through cyclic voltammetry during the registration of the absorption in the visible spectrum of the film. A similar Electrochromic behavior was observed in all LS films, showing reversibility of the initial color only with the passage of the reverse potential, or after a certain time. Such behavior was not observed in Spin-coating films, which showed recovery of the color immediately after stopping the potential. This fact indicates not only that greater order of LS films maintains the film doping, but also the presence of gold nanoparticles does not change this property.

Os íons terras raras apresentam propriedades espectroscópicas diferenciadas e números de coordenação entre 6 e 12 e seu estado de oxidação mais comum é o íon trivalente. Apesar de esses íons apresentarem uma baixa intensidade de luminescência, em função de sua baixa absortividade molar, esses são capazes de formar complexo onde o ligante absorva luz e transfira para o centro metálico essa energia, fenômeno conhecido como efeito antena. Essas propriedades tornam os seus complexos alvos de estudos como marcadores em ensaios imunoluminescentes, aliado ao uso de nanopartículas poliméricas. Todos esses fatores podem ser utilizados para a montagem de uma metodologia para o diagnóstico da doença de Chagas, doença tropical negligenciada, que apesar de seus mais de 100 anos após descoberta, ainda possui diversas questões em aberto e sem estudo aprofundado. Dessa maneira, propomo-nos a sintetizar e caracterizar nanopartículas de PHB misturadas aos complexos de terras raras, especificamente, complexos -dicetona - Tb3+ , Sm3+ , Gd3+, ou Eu3+. Pretende-se ligar essas nanopartículas a um espaçador como o glutaraldeído ou então diretamente a um anti-IgG humano e assim, num acoplamento antigeno-anticopo verificar sua emissão de luminescência para detecção de soro positivo para a doença. Dessa forma, obtém-se um biomarcador luminescente para diagnóstico da doença de Chagas. / The rare-earth ions exhibit different spectroscopic properties, coordination numbers between 6 and 12 and trivalent is its most common oxidation state. Despite these ions present low luminescence, due to their low molar absorptivity, they are capable of forming complexes where the ligand absorbs light and transfers this energy to the metal center, a phenomenon known as \"antenna effect\". These properties make their complexes object of studies as markers in fluoroimmunoassay allied to the use of polymeric nanoparticles. All these factors can be used for the assembly of a methodology for diagnosis of Chagas\' disease, a tropical overlooked disease, which despite its more than 100 years after discovering, still has several open issues and without thorough study. Thus, We propose to synthesize and characterize PHB nanoparticles labeled with the rare earth complexes, most specifically -diketone complexes - Tb3+ , Sm3+ , Gd3+, or Eu3+ as marker for biological targets. It\'s intended to link these nanoparticles to a glutaraldehyde as a spacer or directly to an anti-human IgG and thus, in a coupling antibody-antigen, verify its luminescence-emission for detecting positive serum sickness. Therefore, we have a luminescent biomarker for diagnosis of Chagas\' disease.

Este trabalho visa o estudo de elastômeros de uretano/uréia (PU/PBDO) e elastômeros de acetoxipropilcelulose (APC). No caso dos elastômeros de PU/PBDO, sintetizamos filmes com e sem a presença de grãos magnéticos orientados ou não na matriz elastomérica. Após o processo de síntese, algumas amostras de PU/PBDO com e sem as nanopartículas foram expostas à radiação ultravioleta por algumas horas. Diferentes técnicas foram utilizadas na análise estrutural e comportamento óptico e mecânico destes filmes, tais como, a técnica de ressonância magnética nuclear (RMN) convencional e de campo cíclico rápido, difração de raios X, ensaios de tensão x deformação, birrefringência óptica e microscopias óptica, de força atômica e de força magnética. Os resultados de RMN mostraram que a presença das nanopartículas na estrutura dos filmes de PU/PBDO enfraquece a dependência de T1 com a frequência de Larmor na região de interações inter-segmentos da curva de dispersão. Os módulos de Young das amostras de PU/PBDO não dopadas são maiores que os obtidos para as diferentes situações de amostras dopadas. O filme de APC é mais resistente e flexível que os diferentes filmes de PU/PBDO. Os resultados de raios X mostraram que ambos os filmes são compostos por uma rede reticulada e que o cisalhamento aplicado durante a síntese do filme, assim como, diferentes estiramentos aplicados em determinada direção da amostra, podem induzir uma certa orientação das moléculas em sua direção. Padrões de escala µm são observados em amostras de PU/PBDO, com e sem as nanopartículas magnéticas, quando suas superfícies são irradiadas com luz UV e depois aplicado um estiramento em qualquer direção da amostra. Isso indica que as ligações cruzadas induzidas pela luz UV ocorrem na presença das nanopartículas. Nas amostras de APC, o próprio cisalhamento aplicado ao filme, durante sua preparação, produz um padrão de escala µm em sua superfície. Além deste padrão de escala micrométrica, há formação de padrões de escala macroscópica que aparecem somente durante ou após o estiramento do filme ao longo da direção perpendicular ao cisalhamento. / This work aims the study of the urethane/urea (PU/PBDO) elastomerers and acetoxypropylcellulose (APC) elastomers. In the case of PU/PBDO elastomers, we synthesized films with and without the presence of oriented or not magnetic grains in the elastomeric matrix. After the synthesis process, some PU/PBDO samples with and without the nanoparticles were exposed to ultraviolet radiation for several hours. Different techniques were used in the structural analysis and mechanical and optical behavior of these films, such as, the technique of conventional and fast field cycling nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray diffraction, stress x strain tests, optical birefringence and optical, atomic force and magnetic force microscopy. The NMR results showed that the presence of nanoparticles in the PU/PBDO film structure weakens the T1 dependence with the Larmor frequency in the region of inter-segment interactions of the dispersion curve. Young modules of the PU/PBDO undoped samples are larger than those obtained for the different situations of the doped samples. APC film is more resistant and flexible then different PU/PBDO films. The X-rays results showed that both films are composed of a cross-linked network and that the casting applied during the film synthesis, as different stretches applied in a given direction in the sample can induce a certain orientation of the molecules in their direction. Patterns of the µm are observed in PU/PBDO samples, with and without the magnetic nanoparticles, when their surfaces are irradiated with UV light and then applied a stretch in any direction of the sample. This indicates that cross-links induced by UV light occur in the nanoparticles presence. In APC samples, the actual casting applied to the film during its preparation, produces a pattern of µm scale on its surface. Besides this micron-scale pattern, there is formation of macroscopic patterns that appear only during or after film stretching along the direction perpendicular to the casting.

A platina é um material caro e devido às suas várias aplicações tende a se tornar cada vez mais raro. Levando-se em consideração que as propriedades físicoquímicas das partículas mudam de acordo com o tamanho e formato das mesmas, este trabalho visou estudar a produção de nanopartículas de platina para aplicação em células a combustível, de modo que a quantidade do metal utilizado fosse menor quando comparada com as células comerciais sem que a mesma perdesse eficiência de energia. Para verificação da eficiência dessas nanopartículas foi utilizada membrana polimérica, onde foram depositados primeiramente partículas de carbono em camadas, sendo o tempo de cada deposição de 5 minutos e em seguida foram depositadas as nanopartículas de platina por um tempo de 30 segundos. Essas deposições foram realizadas nos dois lados da membrana, formando então o catodo e o anodo. Para alcançar tal objetivo, foi utilizada técnica assistida a plasma a baixa pressão, onde foi possível obter controles de todos os parâmetros de processo, fator primordial para homogeneização dos tamanhos e formatos das nanopartículas. A utilização dos tempos curtos de processo evitou danos a membrana polimérica devido aos efeitos gerados pelos processos assistidos a plasma, principalmente a temperatura de processo. Após os processos as membranas foram ativadas e em seguida foram montadas nas células e realizados os ensaios. Os resultados alcançados através desses processos foram de 20 mA com tensão de 920 mV, para processos com mais de uma camada de carbono. A comparação da eficiência total entre a célula de combustível comercial e de célula de combustível produzido por técnica assistida a plasma foi de 45%, mostrando aumento de 15% para as células de combustível por meio da técnica assistida a plasma com 70% menos de platina aplicada. / Platinum is an expensive material and due to its various applications tends to become increasingly rare. Taking into consideration that the physico-chemical properties of the particles change according to the size and shape of them, this work was to study the production of platinum nanoparticles for in fuel cells use, so that the amount of metal used was lower when compared to commercial fuel cells, but without energy efficiency lost. To evaluate the efficiency of these nanoparticles, polymeric membrane was used, in which were deposited carbon particles in layers. Each carbon layer deposition time was made in 5 minutes and then was deposited platinum nanoparticles for a time of 30 seconds. These depositions were performed on both sides of the membrane, thus forming the cathode and anode. To achieve this goal, were used technique of low pressure plasma, where it was possible to get control of all process parameters, a key factor for homogenization of sizes and shapes of nanoparticles. The use of short process times prevented damage to the polymeric membrane due to the effect generated by the plasma, mainly the process temperature. After the processes, the membranes were activated and then the cells were assembled and the tests. The results achieved by these processes were 20 mA of current and 920 mV of voltage, applying processes with more than one layer of carbon. The comparison of total efficiency between commercial fuel cell and fuel cell produced by plasma technique was 45 % showing increase of 15 % for fuel cell by plasma technique with 70 % less platinum applied.

Foi estudado o comportamento fotofísico da 9-aminoacridina (9AA) e derivados, safranina O, auramina e 9-vinilantraceno, em partículas de sílica. Inicialmente, partículas de sílica obtidas comercialmente foram modificadas e marcadas com corantes acridínicos, porém sua morfologia tornou inviável o estudo fotofísico, devido à sua irregularidade. Foram preparadas nanoesferas de sílica, pelo método de Stöber, com diâmetro médio de 50 nm, que apresentaram altos sinais de fluorescência. Além disso, para evitar a dessorção dos marcadores nas nanopartículas em suspensão, foram preparadas nanopartículas do tipo cascacaroço, contendo um núcleo rico em marcador, protegido por uma casca de sílica. Estas nanopartículas, com diâmetro médio de 125 nm, mostraram-se excelentes matrizes para o estudo dos corantes, retardando sua difusão para o solvente. Foram ainda preparadas nanopartículas contendo poli(metacrilato de metila) marcado com derivado acridínico. A interação entre grupos silanol na superfície e o grupo N-H do marcador bloqueou o processo de transferência de carga intramolecular, característico do corante. Por fim, foram preparadas nanopartículas marcadas com 9-aminoacridina e safranina O. Na presença de safranina O, o tempo de vida de fluorescência referente à desativação do cromóforo acridina passou de 12,2 ns para 9,71 ns, indicando processos de transferência de energia e supressão de fluorescência, no interior das partículas. / Photophysical behavior of 9-aminoacridine (9AA) and derivatives, safranine O, auramine and 9-vinylanthracene was investigated, in silica particles. Firstly, commercial silica was modified and grafted with acridinic dyes; however, photophysical studies became unviable, due to its morphology. Silica nanospheres were prepared by Stöber method, with mean diameter of 50 nm, presenting high fluorescence emission. Moreover, in order to avoid de desorption of dyes from particles in suspension, systems containing a dye reach nucleus protected by silica shells were prepared (core-shell nanoparticles). The core-shell nanospheres, with mean diameter of 125 nm, are excellent matrixes for fluorescence studies, since it retards dye diffusion to the solvent. It was also prepared nanoparticles containing poly(methylmethacrylate) grafted with 9AA derivative. Interaction between silica silanol groups and dye N-H groups broke the intramolecular charge transfer, a characteristic process occurring in this dye. Finally, nanoparticles grafted with 9AA and safranine O were prepared. In the presence of safranine, fluorescence lifetime related to the deactivation of the chromophore acridine reduced from 12.2 ns to 9.71 ns, suggesting energy transfer and fluorescence quenching processes within the particles.

Vias reacionais paralelas são possíveis durante a eletro-oxidação de etanol sobre nanopartículas metálicas não suportadas (platina e platina-ródio). Neste trabalho são relatadas a influência da natureza do eletrólito suporte HClO4 (0,1 mol L-1) e H2SO4 (0,5 mol L-1) na eletro-oxidação de 0,01 mol L-1 de etanol e o efeito da concentração do etanol (0,01 a 1,0 mol L-1) na seletividade do caminho da reação em 0,1 mol L-1 HClO4. Ademais, se identificou os adsorbatos formados e relatou a influência do segundo metal nos materiais à base de platina para a eletro-oxidação do etanol. Para elucidar o comportamento reacional, utilizou-se da técnica espectroscópica FTIR in situ, associada aos estudos eletroquímicos de voltametria cíclica e cronoamperometria. Os resultados mostraram que há maior atividade eletrocatalítica na oxidação do etanol em ácido perclórico do que para o ácido sulfúrico. Isto é devido a forte adsorção de (bi) sulfato em domínios (111) inibindo a adsorção dissociativa do etanol sobre a Pt. Por meio de FTR in situ se observa o início de COads (COL 2040 cm-1) em 0,05 V em HClO4 e apenas em 0,4 V para o H2SO4. Os produtos formados na eletro-oxidação do etanol, mostraram forte dependência com a concentração. Em concentrações baixas de etanol (0,01 a 0,05 mol L-1) a oxidação ocorre via formação de CO2. Entretanto, em elevadas concentrações de etanol (0,1 a 1,0 mol L-1) tem-se, além da formação de CO2, a formação de ácido acético e acetaldeído. Em regime potenciostático, 0,48 V, a densidade de corrente máxima foi para a concentração de 0,5 mol L-1 de etanol, formando majoritariamente ácido acético e acetaldeído. A presença de ródio nos materiais a base de platina favoreceu a quebra da ligação C-C em relação ao material com platina pura. Porém, neste caso de concentrações baixas de etanol (0,05 mol L-1), observou por FTIR in situ que além da oxidação do etanol via CO2, há as vias de formação de ácido acético e acetaldeído. / Parallel reaction pathways are possible during ethanol electro-oxidation on unsupported metal nanoparticles (Pt and PtRh). In the present work, the effect of the base electrolyte, namely HClO4 (0.1 mol L-1) and H2SO4 (0.5 mol L-1), on the 0.01 mol L-1 ethanol oxidation is reported. We had also investigated the effects of the ethanol concentration on the reaction pathways between 0.01 and 1.0 mol L-1. Electrochemical studies and in situ FTIR revealed that Pt presented lower catalytic activity for the ethanol oxidation in H2SO4 than in HClO4, for 0.01 mol L-1 ethanol. This observation indicates that strong adsorption of sulfate on (111) domains inhibits the dissociative adsorption of ethanol. In situ FTIR measurements showed the onset of a COads (COL 2040 cm-1) band at 0.05 V in perchloric acid, while this band appears only at 0.4 V in sulfuric media. The products formation showed a strong dependence on the ethanol concentration. FTIR spectra revealed the major product of the oxidation in low ethanol concentrations (0.01 to 0.05 mol L-1) was CO2. However, in high ethanol concentration (0.1 to 1.0 mol L-1) the products were CO2, acetic acid and acetaldehyde. Chronoamperometric curves at 0.48 V revealed maximum activity in ethanol concentration of 0.5 mol L-1, where acetic acid and acetaldehyde were the major products. The presence of rhodium in platinum based materials favors the dissociation of the C-C bond. However, in this case, it was observed by FTIR spectra the formation of acetic acid and acetaldehyde, as long as CO2, in lower ethanol concentration (0.05 mol L-1).

Atualmente, nanopartículas (NPs) são utilizadas em todos os ramos da tecnologia. Suas promissoras aplicações envolvem entre outros, o campo dos sensores e transdutores, mídia de gravação magnética, carreadores magnéticos de drogas medicinais. Com o objetivo de produzir NPs pelo método físico, um gerador de nanopartículas foi adaptado usando um dos canhões do sistema de magnetron sputtering, baseando-se no método de agregação gasosa. Com o gerador somos capazes de produzir NPs de diversos materiais e codepositá-las em matrizes dielétricas ou metálicas. Neste trabalho apresentamos o desenvolvimento da metodologia para a produção de nanopartículas de materiais magnéticos duros, usando alvos de SmCo5, Sm2Co17, Nd2Fe17B, FePt e CoPt. Investigamos a influência dos parâmetros de deposição (pressão, fluxo de gás e potência de sputtering), tipo de substrato e a existência de buffer e/ou codeposição, na obtenção das propriedades estruturais e magnéticas desejadas para esses materiais. As NPs produzidas são analisadas magneticamente pelo VSM e SQUID, sua morfologia e tamanho por TEM e SEM, a sua estequiometria pelo RBS, e a sua estrutura cristalina por XRD, a fim de obter nano-ímãs de alta anisotropia magnética. Da caracterização morfológica, através de microscopia eletrônica, encontramos para as NPs produzidas e estudadas diâmetros entre 5 e 17 nm. Através de análises de RBS obtemos para composição das NPs que as mesmas possuem estequiometria diferente dos alvos usados. Estudos estruturais e magnéticos mostram que para Sm-Co, Fe-Pt e Co-Pt é possível obter NPs cristalinas e com coercividade da ordem de 1 kOe. / In the recent years, nanoparticles (NPs) are being in all fields of technology. Their promising applications involve among others, the field of sensors and transducers, magnetic recording media, magnetic carriers of medicinal drugs. Aiming to produce NPs by physical method, a generator of nanoparticles was adapted using a system of guns \"magnetron sputtering\", based on the aggregation gas method. With the generator we are able to produce NPs with different types of material. In this work, we present the development of the methodology for the production of nanoparticles of hard magnetic materials, using targets of SmCo5, Sm2Co17, Nd2Fe17B, FePt and CoPt. We investigated the influence of the deposition parameters (pressure, gas flux and sputtering power), substrate type and the existence of the buffer and/or codeposition layers, to obtain the desired structural and magnetic properties for the nanoparticles. The produced NPs were magnetically analyzed by VSM and SQUID, the morphology and size by TEM and SEM, the stoichiometry by RBS and the crystal structure by XRD. The main objective of this work is to obtain nano-magnet with high magnetic anisotropy. Through the morphological characterization by electron microscopy, we found for NPs produced and studied have diameters between 5 and 17 nm. Through RBS analysis we have obtained the composition of the NPs, and also that they have different stoichiometry in relation to the used targets. Structural and magnetic studies have show that for Sm-Co, Fe-Pt and Co-Pt it is possible to obtain crystalline NPs with coercive field around 1 kOe.

Nesta tese apresentamos um estudo do comportamento magnético de sistemas de nanopartículas por meio de medidas experimentais e simulações Monte Carlo. Estudamos o papel das interações entre partículas experimentalmente a baixas temperaturas em amostras de ferrofluidos comerciais por meio de curvas ZFC-FC, delta m e diagramas FORC. Observamos nas curvas ZFC-FC o fenômeno de super-resfriamento e transições de fase do estado sólido para o líquido em ferrofluidos. Para amostras de cristais líquidos dopados com nanopartículas magnéticas, observamos a transição entre as fases isotrópica e nemática. Detectamos em amostras de ferrofluidos e em soluções micelares dopadas com nanopartículas um aumento da viscosidade na presença de um campo magnético aplicado, o chamado efeito magnetoviscoso, que surge devido às interações entre partículas. Nas simulações Monte Carlo, vimos que a temperatura crítica (Tc) diminui com o tamanho das partículas, e que esse comportamento pode ser descrito por uma lei de escala. As simulações também mostraram que uma camada morta na superfície das nanopartículas provoca uma pequena diminuição na temperatura crítica, o que não ocorre quando adicionamos uma camada dura, que pode aumentar significativamente Tc. Para simulações de um sistema de nanopartículas interagentes, demos especial atenção a interpretar de que forma as interações magnetizantes e desmagnetizantes se manifestam em diagramas FORC para um conjunto de nanopartículas com distribuição de tamanhos. Observamos que uma interação desmagnetizante está associada a um deslocamento do pico do diagrama FORC para campos locais de interação Hb positivos e que a presença de uma interação magnetizante pode deslocar esse pico para campos Hc , relacionados à distribuição de coercividades do sistema, maiores. / In this thesis we present a study of the behavior of a system of magnetic nanoparticles by means of experimental measurements and Monte Carlo simulations. We experimentally study the role of the interactions between particles at low temperatures in commercial samples of ferrofluids through ZFC-FC, delta m curves, and FORC diagrams. We observed the phenomenon of supercooling and phase transitions from solid to liquid states in the ZFC-FC curves of ferrofluids. For the samples of liquid crystal doped with magnetic nanoparticles, we saw the transition between the isotropic and nematic phases. We detected in the samples of ferrofluids and in micellar solutions doped with nanoparticles an increase of the viscosity in the presence of an applied magnetic field, the so-called magnetoviscous effect, which arises due to interactions between particles. In the Monte Carlo simulations, we found that the critical temperature (Tc) decreases with particle size, a behavior that is described well by a scaling law. The simulations also showed that a dead layer on the surface of the nanoparticles causes a slight decrease in the critical temperature value, what does not occur when we add a hard layer, which increases Tc significantly. For simulations of a system of interacting nanoparticles, we paid special attention to interpret how the magnetizing and demagnetizing interactions manifest themselves in FORC diagrams for a set of nanoparticles with size distribution. We observed that demagnetizing interactions is associated with a displacement of the peak of the FORC diagram to positive values of the local field interaction Hb , and that the presence of a magnetizing interaction can shift this peak to larges values of the Hc field, related to the distribution of coercivities.