Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2017. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-03-16T21:06:10Z No. of bitstreams: 1 2017_MaríaHelenaRamírezAcosta.pdf: 144472303 bytes, checksum: 45e7523e331d0c73cd7e74662db60cae (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2017-04-24T11:28:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MaríaHelenaRamírezAcosta.pdf: 144472303 bytes, checksum: 45e7523e331d0c73cd7e74662db60cae (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T11:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MaríaHelenaRamírezAcosta.pdf: 144472303 bytes, checksum: 45e7523e331d0c73cd7e74662db60cae (MD5) / Este trabalho apresenta os resultados teóricos e experimentais do desenvolvimento de uma técnica simples e de baixo custo, que se constitui em uma alternativa para a caracterização magnética preliminar de sistemas físicos compostos por nanopartículas. Dita técnica consiste de uma balança analítica à qual se adaptou um ímã esférico permanente e permite obter curvas de variação de massa aparente em função do tempo (m vs t), devido à força magnética que surge como consequência da interação entre a amostra e o campo magnético externo constante no tempo. As medidas de m vs t carregam implicitamente informação sobre os processos de relaxação dos momentos magnéticos do material, possibilitando a determinação de propriedades magnéticas como a constante de anisotropia magnética efetiva Kef. Para validar a técnica proposta no cálculo da Kef, foi utilizado como técnica de referência um magnetômetro de SQUID, onde se fizeram medidas de magnetização em função do tempo (M vs t) análogas às da balança. Quatro amostras de ferritas de cobalto (CoFe2O4) em pó foram empregadas. Sua caracterização estrutural foi feita pelo Dr. Cleber Reis Stein na sua dissertação de doutorado, portanto, nesta pesquisa foram realizadas medidas de magnetização em função do campo como complemento. Finalmente para determinar a Kef de cada amostra, foram ajustadas as curvas simuladas por meio do modelo de superposição de momentos (MSM) às curvas experimentais, obtidas por ambos os métodos, sendo que o MSM foi modificado para se adaptar às medidas da balança. Para determinar o melhor Kef de ajuste nas duas técnicas foi utilizado o teste estatístico x^2, encontrando-se o mesmo valor de Kef nos dois métodos, o qual é muito próximo ao reportado para nanopartículas de em (CoFe2O4) um grande número de pesquisas, na faixa de 1.5 x 10^5 - 3,0 x 10^5 j/m^3. / This work presents the theoretical and experimental results of the development of a simple and low cost technique, which is an alternative for the preliminary magnetic characterization of physical systems composed of nanoparticles. This technique consists of a permanent spherical magnet attached to an analytical balance that allows to obtain curves of apparent mass variation as a function of time (m vs t), due to the magnetic force that arises of the interaction between the sample and the external magnetic field of the magnet constant in time. The measurements of m vs t implicitly carry information on the relaxation processes of the magnetic moments of the material, enabling the determination of magnetic properties as the effective magnetic anisotropy constant Kef. In order to validate the proposed technique for the calculation of Kef, a SQUID magnetometer was used as reference technique, where measurements of magnetization as a function of time (M vs t), were made, similarly to those obtained with the balance. Four cobalt ferrite (CoFe2O4) samples in powder were used to test the technique. Their structural characterization was made by Dr. Cleber Reis Stein in his doctoral thesis, for this reason complementary magnetic characterization with measurements of magnetization as a function of the field were made in this work. Finally, to determine the Kef of each sample, the curves obtained with the MSM were fitted to the experimental curves acquired with both techniques, being that the MSM was modified to adapt it to the balance measurements. The best Kef fitted for the two techniques was chosen through the statistical x^2 test. The same value was found for both methods and in good agreement to that reported for CoFe2O4 nanoparticles in several researches, in the range of 1.5 x 10^5 - 3,0 x 10^5 j/m^3.

Nanopartículas de ouro sintetizadas em solução aquosa foram transferidas para o solvente orgânico Dimetil Sulfóxido (DMSO), o qual apresenta seção de choque Raman superior à da água, com a intenção de gerar Espalhamento Raman Estimulado no interior de uma bra de núcleo oco preenchida com a nova suspensão coloidal. Nosso propósito é explorar a não-linearidade do meio modi cada pelas inclusões metálicas, observando o sinal Raman gerado e os per s espectral e temporal do laser de bombeamento após sua propagação através do colóide. O espectro de Absorbância do colóide orgânico preparado apresentou comportamento diferente do esperado pela mudança de índice de refração. Baseado na teoria de Mie, a simulação da constante dielétrica da nanopartícula foi realizada a m de explicar o também incomum comportamento experimental observado nos espectros de Absorbância de colóides binários (água e DMSO) preparados com diferentes frações volumétricas de DMSO. / Gold nanoparticles synthesized in aqueous solution were transferred to the organic solvent Dimethyl Sulfoxide (DMSO), which has a greater Raman cross section than water, with the intent to generate Stimulated Raman Scattering inside a hollow core ber lled with the new colloidal suspension. Our purpose is to explore the medium nonlinearity modi ed by the metallic inclusions, observing the generated Raman signal and the pump laser spectral and temporal pro les after propagation through the colloid. The Absorbance spectrum of the prepared organic colloid showed a di erent behavior than the expected by the refractive index change. Based on Mie theory, simulation of the nanoparticle dielectric constant was performed in order to explain the also unusual experimental behavior observed in the Absorbance spectra of binary colloids (water and DMSO) prepared with di erent DMSO volume fractions.

Este trabalho investiga os aspectos envolvidos na transposição de escala do processo de formação de nanopartículas poliméricas. Para tanto, a partir da metodologia empregada em laboratório e com o objetivo de sistematizar o processo, os seguintes aspectos práticos devem ser considerados: (i) vazão e a velocidade de adição da fase orgânica à fase aquosa, (ii) velocidade ou faixa de velocidade de agitação durante essa adição, (iii) recuperação do solvente, máximo percentual de água presente no solvente que ainda permite a reutilização do mesmo sem a precipitação prévia do polímero na fase orgânica, (iv) efeito na qualidade final das nanocápsulas da presença de um percentual de água no solvente utilizado na fase orgânica, (v) possibilidade de reduzir a quantidade de água na fase aquosa, (vi) como deve ser a coluna de destilação para recuperação do solvente e possibilidade de utilizar outra metodologia para a concentração das nanocápsulas, como por exemplo, processo de separação por membranas. Os resultados mostraram que o método da nanoprecipitação é bastante robusto, característica esta desejada para a produção industrial. Adicionalmente, foi possível verificar a viabilidade técnica da utilização de um sistema composto por membranas cerâmicas para concentração prévia da suspensão de nanopartículas antes da etapa de recuperação do solvente. Depois da filtragem com as membranas, a suspensão apresentou índice de polidispersão menor, o que indica a retirada de “partículas” de nanoemulsão de maior tamanho. Além de aspectos técnicos, foi feita ainda a análise da viabilidade econômica de diferentes projetos contemplando quatro cenários de produção de 10, 20, 30 e 40 kg/dia de nanopartículas. A partir da análise econômica foi possível verificar qual configuração é a mais viável, além de ter sido definido o preço mínimo de venda do produto. Por fim, a modelagem e simulação do sistema de forma a predizer o tamanho e a dispersão das nanopartículas formadas foram realizadas. Os resultados da simulação deste modelo em conjunto com ferramentas de fluidodinâmica computacional permitirão se realizar o projeto de reatores visando determinar qual(is) geometrias são as mais adequadas para produzir nanopartículas com distribuição mais homogênea. / This work investigates the process of polymeric nanoparticle production scale-up. In order to scale up the laboratory procedure, the following aspects must be considered: (i) flow rate and velocity of addition of organic phase to aqueous phase, (ii) effect of the mixing rate during the addition of organic phase, (iii) solvent recovery, maximum percent of water in the solvent that still allows its reuse without the previous polymer precipitation in the organic phase as well as (iv) the effect of the water in organic phase on the nanoparticles, (v) possible reduction of water in aqueous phase, (vi) the application of distillation column to solvent recovery and the possibility of applying another methodology to nanoparticles concentration, e.g., membrane process. The obtained results showed that the nanoprecipitation is a robust production technology which is a desirable characteristic when operating an industrial plant. Additionally, it was possible to evaluate the technical viability of applying a membrane system to concentrate the nanoparticle suspension before recovering the solvent. After filtering the suspension, it presented lower polidispersion index, indicating that some nanoemulsion (concomitantly produced with the nanocapsules) were removed by the membranes. It was also analyzed the economic viability of several projects aiming to produce 10, 20, 30 and 40 kg/day of nanoparticles. From the results, it was possible to verify which one gives more profit as well as the minimum price to sell the product. This thesis also proposed a mathematical model to predict the size and dispersion of nanoparticles. The simulation results of this model together with computational fluid dynamic tools can be applied to determine which geometries are the most suitable to produce a narrow size distribution of nanoparticles.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Programa de Pós-Graduação em Ciências e Tecnologias em Saúde, 2017. / Texto parcialmente liberado pelo autor. Conteúdo liberado: Resumo e Abstract. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-21T20:28:28Z No. of bitstreams: 1 2017_MarinaLimaRodrigues_PARCIAL.pdf: 563027 bytes, checksum: 5f57207fd56e1e880920d8270b4611d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-03-26T18:15:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MarinaLimaRodrigues_PARCIAL.pdf: 563027 bytes, checksum: 5f57207fd56e1e880920d8270b4611d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-26T18:15:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MarinaLimaRodrigues_PARCIAL.pdf: 563027 bytes, checksum: 5f57207fd56e1e880920d8270b4611d4 (MD5) Previous issue date: 2018-03-26 / O encapsulamento de fármacos em sistemas micro e nanoestruturados tem se mostrado uma estratégia adequada para superar mecanismos de resistência celular e aumentar a seletividade da droga por sitio-específicos, diminuindo assim efeitos colaterais. Nesse trabalho foram produzidas partículas à base de poliéster (ácido polilático-co-glicólico) utilizadas para encapsular o látex da planta Euphorbia tirucalli, contendo o princípio ativo Eufol. Após o preparo das partículas, houve a avaliação dos parâmetros físico-químicos, morfológicos e citotóxicos. As partículas contendo o látex, apresentaram elevada eficiência de encapsulamento (>70 %), com um perfil de liberação lento e constante durante 6 horas. Através da técnica de espalhamento dinâmico de luz verificou-se que as partículas possuem diâmetro variando de 440 a 480 nm e uma tendência de agregação devido ao valor de potencial zeta (-6,44 a -21,7 mV). Na espectroscopia de FTIR, medidas das nanopartículas de PLGA apresentaram picos das vibrações que confirmaram composição do PLGA. Análise do pó da E. tirucalli no FTIR apresentou banda com deformação axial do grupo O-H ou N-H em comprimento de onda entre 3.500 e 3.200 cm-1, vibrações de estiramento do grupo C-H em 2.900 cm-1 e estiramento do grupo C=O próximo a 1.660 cm-1. E as medidas da nanopartículas contendo a droga apresentaram tanto as características da droga e quanto do PLGA. Na espectroscopia de fluorescência apresentaram três picos entre 200 e 350 nm. As análises termogravimétricas e a calorimetria exploratória diferencial mostram uma tendência para o processo endotérmico, como principal evento a fusão. / The encapsulation of drugs in micro and nanostructured systems has been a suitable strategy to overcome mechanisms of cell resistance and increase drug selectivity by site-specific sites, thus reducing side effects. In this work, polyester-based particles (polylactic-co-glycolic acid) were used to encapsulate the latex of the Euphorbia tirucalli plant, containing the Eufol active ingredient. After the preparation of the particles, the physical-chemical, morphological and cytotoxic parameters were evaluated. The particles containing the latex presented high encapsulation efficiency (> 70%), with a slow and constant release profile for 6 hours. Through of dynamic light scattering technique, the particles had a diameter varying from 440 to 480 nm and a tendency of aggregation due to the zeta potential value (-6.44 to -21.7 mV). In FTIR spectroscopy, measurements of PLGA nanoparticles showed vibration peaks that confirmed PLGA composition. Analysis of powder E. tirucalli in the FTIR showed a band with axial deformation of the OH or NH group at wavelengths between 3,500 and 3,200 cm-1, CH group stretching vibrations at 2,900 cm-1 and the stretching C = O group to about at 1660 cm-1. The measurements of nanoparticle containing the drug showed both the characteristics of the drug and the PLGA. In fluorescence, spectroscopy showed three peaks between 200 and 350 nm. The thermogravimetric analyzes and the differential exploratory calorimetry show a tendency for the endothermic process, as the main event the fusion.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2015. / Submitted by Rhuama Barbosa do Carmo (rhuamacarmo@bce.unb.br) on 2016-06-27T14:28:50Z No. of bitstreams: 1 2015_IsisOliveiraSzlachetka.pdf: 2487440 bytes, checksum: 61af9004fc0258c96058bca4d7fa34dc (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-06-28T13:39:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_IsisOliveiraSzlachetka.pdf: 2487440 bytes, checksum: 61af9004fc0258c96058bca4d7fa34dc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T13:39:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_IsisOliveiraSzlachetka.pdf: 2487440 bytes, checksum: 61af9004fc0258c96058bca4d7fa34dc (MD5) / Neste trabalho, foi investigada a eficiência de duas diferentes rotas de incorporação de prata na superfície de nanopartículas de ferrita de cobalto (CoFe2O4), obtidas por coprecipitação química em meio alcalino. As amostras foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia Raman, espectroscopia Mössbauer e medidas de magnetização. Os dados de DRX das amostras funcionalizadas confirmaram a presença das fases cristalográficas da ferrita de cobalto e da prata. Os Resultados referentes à caracterização por DRX, espectroscopias Raman e Mössbauer sugerem que íons de prata provenientes do processo de funcionalização são incorporados intersticialmente na estrutura cristalina das nanopartículas de CoFe2O4. A redução do campo coercivo bem como a redução da temperatura de bloqueio sugere que o processo de funcionalização com prata reduz a interação entre as nanopartículas de ferrita de cobalto das amostras funcionalizadas. / In this work, it was investigated the efficiency of the functionalization of cobalt ferrite (CoFe2O4) nanoparticles with silver, following two different chemical coprecipitation routes in alkaline medium. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy, Mössbauer spectroscopy and magnetization measurements. The XRD data from the functionalized samples confirmed the presence of cobalt and silver ferrite crystalline phases. The results concerning the characterization by XRD, Raman and Mössbauer spectroscopies suggests that silver ions from the functionalization process are incorporated interstitially in CoFe2O4 nanoparticles’ crystal structure. The reduction in the coercive field as well as the reduction of the blocking temperature suggests that the functionalization process with silver reduces the interaction between cobalt ferrite nanoparticles and functionalized samples.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2016. / Texto liberado parcialmente pelo autor. Conteúdo restrito: Capítulos 4 e 5. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-12-21T14:26:46Z No. of bitstreams: 1 2016_CléverReisStein_Parcial.pdf: 5036303 bytes, checksum: 778946b9c8dfb8648b7f2d579d8fc67f (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-26T18:29:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_CléverReisStein_Parcial.pdf: 5036303 bytes, checksum: 778946b9c8dfb8648b7f2d579d8fc67f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T18:29:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_CléverReisStein_Parcial.pdf: 5036303 bytes, checksum: 778946b9c8dfb8648b7f2d579d8fc67f (MD5) / Na atual conjuntura científica que o mundo se encontra, uma das áreas mais promissoras é a nanociências, a qual versa estudar sistemas em escalas nanométrica e, dentre estes, as nanopartículas magnéticas vem apresentando um grande potencial para serem utilizadas em novas aplicações tecnológicas, este fato acontece em virtudes de suas características particulares. No entanto, qualquer que seja a aplicabilidade dessas partículas, as suas propriedades devem ser bem conhecidas, pois essas informações estão diretamente relacionadas ao sucesso da aplicação. Por este motivo, este trabalho teve como objetivo estudar a influência do tratamento hidrotermal pós-sínteses nas propriedades físicas e magnéticas de ferrita de cobalto (CoFe2O4). As amostras estudadas foram sintetizadas pelo método de coprecipitação química em meio aquoso e após esse processo, foi realizado um tratamento térmico nas temperaturas de 100, 120, 150 e 200 ºC. O intervalo de tempo foi de duas horas para todas as temperaturas, dessa forma, obtemos quatro amostra tratadas em diferentes temperaturas no mesmo período de tempo. A influencia desse tratamento nas propriedades das amostras foi estudada por meio das técnicas de Raios X, Microscopia Eletrônica de Transmissão e de magnetização. Para análise dos dados experimentais de Raios X foi aplicado o método de Rietveld para avaliar as características cristalinas das amostras, o modelo de crescimento em função da temperatura do tratamento térmico, o qual avaliou a dinâmica do crescimento físico das nanopartículas magnéticas em função da temperatura do tratamento hidrotermal e modelos magnéticos fenomenológicos para sistemas nanoestruturados os quais serviram para quantificar as propriedades magnéticas de cada amostra e identificar as variações em virtude do tratamento térmico. Este conjunto de informações obtidos nesta pesquisa irá contribuir para uma compreensão mais ampla da ciência básica que envolve este sistema e subsidiar possíveis aplicações tecnológicas destes materiais. / In the current scientific context that the world is one of the most promising areas is the nanosciences, which versa studying systems at nanometric scales and, among these, the magnetic nanoparticles has shown great potential for use in new technological applications, this fact it happens in virtue of its particular characteristics. However, whatever the applicability of these particles, their properties should be well known, because this information is directly related to the success of the application. Therefore, this study aimed to study the influence of hydrothermal post-synthesis treatment in the physical and magnetic properties of cobalt ferrite (CoFe2O4). The samples studied were chemically synthesized by coprecipitation method in an aqueous medium and after this process, the heat treatment was conducted at temperature of 100, 120, 150 and 200 ° C, the time was two hours for all temperatures, this way, we obtain four sample treated at different temperatures at the same time. The influence of this treatment on the properties of the samples was studied by the techniques of X-rays, Transmission Electron Microscopy and magnetization. For analysis of experimental data was applied to the Rietveld method to assess the crystalline characteristics of the samples, the growth model as a function of heat treatment temperature, which evaluated the dynamics of the physical growth of magnetic nanoparticles according to the hydrothermal treatment temperature and phenomenological models for magnetic nanostructured systems which served to quantify magnetic properties of each sample and identifying variations due to heat treatment. This set of information obtained in this research will contribute to a broader understanding of the basic science that surrounds this system and support possible technological applications of these materials.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-01-17T14:45:49Z No. of bitstreams: 1 2016_RodolphoCarvalhoLeite.pdf: 7801785 bytes, checksum: f266bcc051ff0298ffd517060d099aca (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-15T19:12:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RodolphoCarvalhoLeite.pdf: 7801785 bytes, checksum: f266bcc051ff0298ffd517060d099aca (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T19:12:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RodolphoCarvalhoLeite.pdf: 7801785 bytes, checksum: f266bcc051ff0298ffd517060d099aca (MD5) / Investigamos as propriedades magnéticas de nanopartículas core-shell (NPs-CS) ultrapequenas de CoFe2O4@γ-Fe2O3 com diâmetro médio de dRX = 2.7 nm em amostras de ferrofluido diluído e pó compacto. Utilizamos a abordagem proposta por Thamm e Hesse para definir os dois regimes de interações fracas, para amostra de ferrofluido diluído, e fortes, para amostra pó, presentes a 5 K. A energia de anisotropia magnética, nestes regimes, é sondada pela curva de primeira magnetização, dependência térmica do campo coercivo e curva ZFC-FCW. O congelamento dos spins de superfície em camada desordenada Spins-Glass-Like (SGL) é observado por um desvio da Lei de Bloch em baixas temperaturas que induz uma interface Ferrimagnética/Spins-Glass-Like (FI/SGL) nas NPs-CS. Em baixo campo constatamos a presença do efeito de memória magnética com protocolo de envelhecimento DC, atribuímos aos spins desordenados da superfície como a origem intrínseca do efeito de memória e potencializado pelo comportamento coletivo do estado de Superspins-Glass – SSG (vidros de superspins) da amostra na forma de pó. Os Resultados magnéticos evidenciam que as nanopartículas possuem um núcleo ferrimagnético revestido com uma superfície com spins congelados desordenadamente. Devido essa particularidade em sua formação magnética, quando o sistema é submetido ao congelamento com campo aplicado induz uma anisotropia unidirecional nas NPs-CS gerando um deslocamento do ciclo de histerese magnética, conhecido como Exchange Bias (HEX). O campo HEX é medido em função do campo de congelamento (Hcool), aumentando até um máximo ( MAX cool H ) de 12 kOe e diminuindo com aumento adicional de Hcool. Com MAX cool H encontramos um HEX de 42.3 kA/m para amostra pó e HEX de 18.5 kA/m para ferrofluido diluído da ordem da metade do campo de anisotropia. A presença de efeitos laços menores (minor loops) sobre as NPs-CS podem ser excluídos porque, para todos os ciclos de histerese, a magnetização de alto campo é bem reversível em uma grande variedade de campo. A análise da variação de HEX com número de ciclos (n) sucessivos após o processo de FC com MAX cool H , em tais sistemas de NPs-CS, revelaram uma diminuição no HEX apontando para a presença do chamado Efeito de Treinamento. Investigamos o Efeito de Treinamento em relação algumas características: regime de interações interpartículas fracas e fortes, relaxamento dos spins não compensados congelados e rodáveis na interface FI/SGL, influência da temperatura e envelhecimento. Os dados experimentais foram ajustados com o modelo Binek, com o qual conseguimos extrair o parâmetro γ que nos fornece informações da dinâmica não linear do acoplamento entre as interfaces. O modelo Zheng et al. para observar o vertical Shift (deslocamento vertical) atribuído pelo alinhamento dos spins congelados com campo de congelamento e por fim o modelo de Radu et al. que considera um cenário misto de contribuições, para o efeito de treinamento, de origem nas componentes de spins não compensados congelados e rodáveis na interface. Em suma, as análises feitas nesta Tese confirmam a presença do Efeito de Treinamento em ferrofluidos, ainda se demonstrou que as interações interpartículas, temperatura e envelhecimento influenciam na intensidade do fenômeno. / We investigated the magnetic properties of ultrasmall core-shell nanoparticles (NPs-CS) CoFe2O4@γ-Fe2O3 with mean diameter dRX = 2.7 nm in samples diluted ferrofluid and compact powder. We used the approach proposed by Thamm and Hesse to define the two interactions regimes. Weak for diluted ferrofluid sample and strong for powder sample present at 5 K. The magnetic anisotropy energy in these interaction regimes, is probed by the first magnetization curve, temperature dependence of the coercive field and ZFC-FCW curve. The freezing of surface spins in disordered layer Spin-Glass-Like (SGL) is observed by a deviation from Bloch's law at low temperatures, that induces an ferrimagnetic/spin-glass-like (FI/SGL) interface in NPs-CS. At Lowest field we investigate the effect of magnetic memory with DC aging protocol, attribute to the shell as the intrinsic origin of memory effect and potentiated by the collective behavior of the state of Superspins-Glass (SSG) of the sample in powder. Magnetic results show that nanomaterials have a ferrimagnetic core coated with a surface with spins frozen disorderly (SGL). Due to this peculiarity in its magnetic forming, when the system is subjected to freezing with applied field induces a unidirectional anisotropy in NPs that generates a displacement of the magnetic hysteresis loop, known as the exchange bias (HEX). The HEX field is measured according to the freezing field (Hcool). It increases up to a maximum ( M A X c o o l H ) of 12 kOe and decreases with further increase in Hcool, with M A X c o o l H we found HEX 42.3 kA/m to powder sample and HEX 18.5 kA/m to dilute ferrofluid, of the order of half the anisotropy field. The presence of minor loops effects on NPs-CS investigated can be excluded, because for all hysteresis loops, the high magnetizing field is reversible and in a wide variety of field. The analysis of HEX variation with number of successive cycles (n) after the FC process with M A X c o o l H , in such systems NPs-CS, revealed a decrease in the HEX pointing out the presence of training effect. Investigated in relation some characteristics: regime of weak and strong interactions interparticle, relaxation of spins uncompensated frozen and rotatable in FI/SGL interface, influence of temperature and aging. The experimental data were adjusted with the Binek model, with which we can extract the γ parameter that provides information on the dynamic non-linear coupling between the interfaces. The model Zheng et al. to observe the vertical shift attributed by the alignment of frozen spins with cooling field and finally the model Radu et al. considering a mixed picture of contributions for the purpose of training effect, origin in the spin components uncompensated frozen and rotatable in the interface. In summary, the analyzes made in this thesis confirm the presence of the Training Effect in ferrofluids, it was still demonstrated that interactions interparticle, temperature and aging influence the intensity of the phenomenon.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-06T18:03:00Z No. of bitstreams: 1 2016_MicheleAviladosSantos_Parcial.pdf: 482322 bytes, checksum: c9a33cad1ad24d359162a35855f651ee (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-23T13:09:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MicheleAviladosSantos_Parcial.pdf: 482322 bytes, checksum: c9a33cad1ad24d359162a35855f651ee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T13:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MicheleAviladosSantos_Parcial.pdf: 482322 bytes, checksum: c9a33cad1ad24d359162a35855f651ee (MD5) / Neste trabalho, foi realizada a síntese de nanopartículas de prata (AgNP) por via fotoquímica na presença de amido, com o intuito de desenvolver uma rota sustentável de custo baixo e, assim, atribuir ao amido características que potencializem o seu uso e permitam o seu emprego em diversas áreas. Inicialmente, suspensões de amido de mandioca acetilado e de amido de batata foram testadas como agentes nucleantes e redutores por meio de análises de espectroscopia de absorção UV-vis e espectroscopia de espalhamento Raman. Apesar de ambos os tipos de amido permitirem a síntese de nanopartículas de prata utilizando esta rota fotoquímica, o amido de batata foi considerado mais promissor por apresentar bandas de ressonância plasmônica de superfície localizada (localized surface plasmon ressonance) (LSPR) mais intensas e estreitas. Portanto, suspensões aquosas de amido de batata foram utilizadas para estudar a influência da radiação UV e da concentração de nitrato de prata e de amido nos processos de nucleação e crescimento das AgNP. Para isto, foram realizadas análises de espectroscopia de absorção UV-vis que demonstraram que a radiação e o amido são essenciais nesta síntese, visto que a luz fornece a energia mínima necessária para desencadear a reação e o amido atua como agente redutor e nucleante. Verificou-se, ainda, que a equação de Johnson-Mehl-Avrami (JMA) descreve adequadamente o perfil cinético desta síntese fotoquímica, e que este processo é controlado por mecanismos de difusão. A diferença entre o diâmetro obtido por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e o diâmetro hidrodinâmico (DH) obtido por meio do espalhamento de luz dinâmico (DLS) evidencia que o amido recobre as AgNP produzidas. Os baixos valores do módulo do potencial zeta apresentados por esses sistemas sugerem que essas NP são estabilizadas por fatores estéricos, indicando, assim, que o amido, também, atua como agente estabilizador. Por fim, foi constatado que os sistemas coloidais produzidos promovem a supressão de fluorescência do fluoróforo azul de metileno por um mecanismo não radiativo. / In this work, silver nanoparticles (AgNP) were synthesized by photochemical in the presence of starch, to develop a sustainable route of low cost and to attribute to the starch characteristics that improve its properties and allow spanning their range of applications. Initially, suspensions of acetylated cassava starch and potato starch were tested as nucleating and reducing agents and analyzed by UV-vis absorption and Raman spectroscopies. Although both were able to produce silver nanoparticles using this photochemical route, the potato starch was considered more promising because it presented more intense and narrow localized surface plasmon ressonance (LSPR) bands. Therefore, aqueous suspensions of potato starch were used to study the influence of UV radiation and the concentration of silver nitrate and starch on AgNP nucleation and growth processes. For this, UV-vis absorption spectroscopy analyzes were performed, which demonstrated that radiation and starch are essential in this synthesis, since light provides the minimum energy required to trigger the reaction and the starch acts as a reducing and nucleating agent. It was also verified that the Johnson-Mehl-Avrami (JMA) equation adequately describes the kinetic profile of this photochemical synthesis, and that this process is controlled by diffusion mechanisms. The difference between the diameter obtained by transmission electron microscopy (TEM) and the hydrodynamic diameter (HD) obtained through dynamic light scattering (DLS) shows that the starch covers the produced AgNP. The low values of the zeta potential modulus presented by these systems suggest that theses NP were stabilized by steric factors, thus indicating that the starch also acts as a stabilizing agent. Finally, it has been found that the colloidal systems produced promote the suppression of fluorescence of the methylene blue fluorophore by a non-radiative mechanism.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-07-01T17:36:48Z No. of bitstreams: 1 2014_RogerioGomesFaria.pdf: 3402972 bytes, checksum: f906c98445e34d1ace58db51a3b52007 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-02T12:11:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_RogerioGomesFaria.pdf: 3402972 bytes, checksum: f906c98445e34d1ace58db51a3b52007 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-02T12:11:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_RogerioGomesFaria.pdf: 3402972 bytes, checksum: f906c98445e34d1ace58db51a3b52007 (MD5) / Este trabalho busca demonstrar alguns meios de síntese de ferritas, através de métodos químicos, conhecidos como bottom-up: em que a nanoestrutura é construída através da combinação de átomos e moléculas. Esses métodos são simples e eficazes e possibilitam um maior controle sobre o processo por utilizarem precursores moleculares ou atômicos para a obtenção das nanopartículas. Abordaremos também os meios para a caracterização dessas partículas produzidas, usando meios físicos e químicos para defini-las. Foram aplicadas as técnicas de Difração de Raio X (DRX) e de Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X (EDX). A meta desse estudo foi a produção de hexaferrita de bário tipo M com fórmula molecular BaFe12O19. Adotamos a estratégia de síntese em reator hidrotermal na busca da produção de partículas magnéticas em suspensão aquosa, na qual se notou, por caracterização, que não houve a formação dos produtos pretendidos para a síntese de ferrofluido. A outra estratégia utilizada foi à síntese por coprecipitação, pela qual obtivemos a presença da hexaferrita de bário em suspensão como era desejado, mas com subprodutos junto à solução. Aplicamos o tratamento térmico nas amostras buscando a pureza mais elevada da hexaferrita. Através da caracterização verificamos que tanto os resultados hidrotermais quanto os por coprecipitação necessitam passar por um tratamento térmico. Os resultados mais satisfatórios para obtenção de uma partícula magnética mais pura foram por meio de reação por coprecipitação e tratamento térmico. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The purpose of this study is to demonstrate some ways of synthesis of ferrites through chemical methods, known as bottom-up in which the nanoestructure is constructed by the combination of atoms and molecules. These methods are simple and efficient and enable greater control of the process for they use molecular precursors or atomic to obtain the nanoparticles. We also discuss the ways to the characterization of the produced particles, using physical and chemical ways to their definition. We have applied the techniques of X-Ray Diffraction (XRD) and Energy Dispersive X-Rays Spectroscopy (EDS). This study aimed to produce M type barium hexaferrite with molecular structure BaFe12O19. We adopted the strategy of synthesis in hydrothermal reactor in order to produce magnetic particles in aqueous suspension, which has not demonstrated presence of the desired products to the synthesis of ferrofluid. Another strategy was the synthesis by coprecipitation, that demonstrated the appearance of barium hexaferrite in suspension as desired, despite the appearance of subproducts in the solution. We have applied the thermal treatment in the samples aiming the high purity hexaferrite. The characterization revealed that both hydrothermal results and those by copreciptation need thermal treatment. The most satisfactory results to obtain a higher pure magnetic particle have been by coprecipitation reaction and thermal treatment.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2015. / Submitted by Cristiane Mendes (mcristianem@gmail.com) on 2015-07-02T17:02:29Z No. of bitstreams: 1 2015_AtailsonOliveiraDaSilva.pdf: 5788172 bytes, checksum: d27bd93c3ca665fe3dc648a742c9f427 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-03T15:43:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_AtailsonOliveiraDaSilva.pdf: 5788172 bytes, checksum: d27bd93c3ca665fe3dc648a742c9f427 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-03T15:43:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_AtailsonOliveiraDaSilva.pdf: 5788172 bytes, checksum: d27bd93c3ca665fe3dc648a742c9f427 (MD5) / A nanociência se tornou uma das áreas científicas de maior notabilidade no cenário mundial nas ultimas décadas. As propriedades diferenciadas de estruturas em escala nanométrica (10-9) tem despertado a atenção de cientistas de diversos campos de pesquisa. Dentre os materiais que fazem parte deste novo cenário estão as nanopartículas magnéticas, as quais apresentam propriedades únicas quando submetidas a um campo magnético externo. O superparamagnetismo apresentado por estas partículas tem despertado a atenção de áreas estratégicas como eletrônica, energia, meio ambiente e biomedicina. Este trabalho destaca as potencialidades que estas nanoestruturas apresentam para aplicações Nanobiotecnológicas quando funcionalizadas com ligantes biocompatíveis. Quando imersas em um líquido carreador estas nanopartículas formam um coloide denominado ferrofluido magnético, material conhecido há algumas décadas que une as propriedades magnéticas da nanopartícula com as propriedades de fluidez dos líquidos. A compreensão dos mecanismos de estabilidade destes sistemas é uma primeira etapa necessária para modelar a quimiossorção de moléculas de interesse. Utilizando titulações potenciométricas e condutimétricas simultâneas nos sistemas coloidais magnéticos obtêm-se a pH-dependência da densidade superficial de carga e os valores dos pKs correspondentes aos sítios superficiais. De posse de tal informação foram escolhidos quatro ácidos aminocarboxílicos quimicamente capazes de complexar a superfície da nanopartícula. Utilizando diagramas de especiação foi possível obter as condições de pH adequadas para tal procedimento. O cálculo de área superficial disponível das partículas e a utilização de cross section calculado por simulação computacional permite se obter a relação entre a quantidade de ligantes e o número de camadas possivelmente formada. Medidas de espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) acompanhadas de medidas de potencial zeta () são utilizadas no estudo da complexação superficial de nanopartículas magnéticas de ferrita de cobalto (CoFe2O4) sintetizadas por hidrólise alcalina. / Nanoscience has become one of the scientific areas of greater notability on the world stage in recent decades. The unique properties of nanoscale (10-9) structures has attracted the attention of scientists from various fields of research. Among the materials that make up this new scenario are magnetic nanoparticles, which have unique properties when subjected to an external magnetic field. The superparamagnetism presented by these particles has attracted the attention of strategic areas such as electronics, energy, environment and biomedical. This paper highlights the potential that these nanostructures have to nanobiotechnological applications when functionalized biocompatible binders. When immersed in a liquid carrier such nanoparticles form a colloid so-called ferrofluid magnetic material known for some decades that unite the magnetic properties of the nanoparticles with the liquid flow properties. Understanding these mechanisms of stability system is a necessary step to model the possibility of chemisorption of molecules of interest. Using potentiometric and conductimetric titrations in simultaneous magnetic colloidal systems obtained by the pH-dependence of the surface charge density and pK values corresponding to the surface sites, in possession of this information was chosen four chemically aminocarboxylic acids capable of complexing the surface of the nanoparticle . Using speciation diagrams was obtain suitable pH conditions for such a procedure. The surface area available for calculation of particles and the use of cross-section calculated by computer simulation allows to obtain the relationship between the amount of binders and possibly the number of layers formed. Absorption spectroscopy measurements of the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) followed by zeta potential measurements () are used in the study of surface complexing magnetic cobalt ferrite nanoparticles (CoFe2O4) synthesized by alkaline hydrolysis.