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).

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.

Visando o crescente interesse em pesquisa de novos materiais que utilizam polímeros biodegradáveis, este presente trabalho teve como objetivo a síntese de novos copolímeros através da reação de transesterificação no estado fundido entre poli(3-hidroxibutirato) (PHB), um polímero biodegradável, com poli(etileno glicol) (PEG). Sabe-se que um dos grandes problemas no uso do PHB é a sua elevada cristalinidade e instabilidade térmica, pois possui temperatura de fusão entre 170 e 180°C e apresenta degradação térmica a 190°C. A reação de transesterificação é uma alternativa para fazer a modificação química deste polímero, o que também viabiliza a formação de copolímeros anfifílicos triblocos. O objetivo final foi utilizar este novo material para o preparo de nanopartículas poliméricas a partir do método de difusão do solvente. Tais partículas são utilizadas para microencapsulamento de fármacos. Os copolímeros foram sintetizados e caracterizados por ensaio de solubilidade, espectrometria de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN), calorimetria diferencial exploratória (DSC), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), cromatografia de permeação em gel (GPC), análise por difração de Raios-X (WAXS), microscopia ótica de luz polarizada (MOLP) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A indicação de formação de copolímero anfifílico pode ser observada nos ensaios de solubilidade, pois o copolímero mostrou-se parcialmente solúvel em uma série de solventes em que o PHB original é insolúvel. A modificação química pode ser observada com as técnicas de RMN e FTIR, cujos espectros apresentaram absorções referentes ao grupo carbonila da ligação éster. As técnicas de DSC, WAXS e MOLP mostraram uma ligeira redução na cristalinidade do material, além da temperatura de fusão reduzir-se de 171ºC para 154°C. Com o GPC observou-se uma redução da massa molar, o que facilita a formação das nanopartículas poliméricas. As nanopartículas apresentaram tamanhos com diâmetros ao redor de 250nm, quando observadas por MEV. / Aimed at the growing interest in research on new materials using biodegradable polymers, the present work was aimed at the synthesis of new copolymers through transesterification reaction in the molten state of poly (3-hydroxybutyrate) (PHB), a biodegradable polymer, poly (ethylene glycol) (PEG). It is well known that a major problem in the use of PHB is its high crystallinity and thermal instability, as it has melting temperature between 170 and 180° C and shows thermal degradation at 190°C. The transesterification reaction is an alternative to the chemical modification of this polymer, which also enables the formation of amphiphilic triblock copolymers. The mainly goal of this studies was to use this new material for the preparation of polymeric nanoparticles from the solvent diffusion method. Such particles are used for microencapsulation of drugs. The copolymers were synthesized and characterized by solubility test, Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of Hydrogen (NMR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Infrared Spectroscopy with Fourier transform (FTIR), Gel permeation chromatography (GPC) analysis by X-ray diffraction (WAXS), polarized light optical microscopy (MOLP) and scanning electron microscopy (SEM). The signs of the formation of amphiphilic copolymer can be observed in the trials of solubility, since the copolymer was found to be partially soluble in a variety of solvents in the original PHB is insoluble. The chemical modification can be observed with the techniques of NMR and FTIR spectra which showed absorptions for the carbonyl group of the ester linkage. The techniques of DSC, WAXS and MOLP showed a decrease in crystallinity of the material in 15%, and reduce the melting temperature is 171ºC to 154°C. With the GPC showed a reduction in molar mass, which facilitates the formation of polymeric nanoparticles. The nanoparticles showed sizes with diameters around 250nm observed by SEM.

A celulose é o polímero natural renovável disponível em maior abundância atualmente. Por possuir estrutura semicristalina, é possível extrair seus domínios cristalinos através de procedimentos que ataquem sua fase amorfa, como a hidrólise ácida, obtendo-se assim partículas cristalinas chamadas nanopartículas de celulose (NCs). Estas nanopartículas têm atraído enorme interesse científico, uma vez que possuem propriedades mecânicas, como módulo de elasticidade e resistência à tração, semelhantes a várias cargas inorgânicas utilizadas na fabricação de compósitos. Além disso, possuem dimensões nanométricas, o que contribui para menor adição de carga à matriz polimérica, já que possuem maior área de superfície, quando comparadas às cargas micrométricas. Nanocompósitos formados pela adição destas cargas em matrizes poliméricas podem apresentar propriedades comerciais atraentes, como barreira a gases, melhores propriedades térmicas e baixa densidade, quando comparados aos compósitos tradicionais. Como se trata de uma carga com dimensões nanométricas, obtida de fontes renováveis, uma das principais áreas de interesse para aplicação deste reforço é em biopolímeros biodegradáveis. O poli(ácido lático) (PLA), é um exemplo de biopolímero com propriedades mecânicas, térmicas e de processamento superiores a de outros biopolímeros comerciais. No presente trabalho foram obtidas nanopartículas de celulose (NCs), por meio de hidrólise ácida, utilizando-se três métodos distintos, com o objetivo de estudar o método mais eficiente para a obtenção de NCs adequadas à aplicação em compósitos de PLA. Os Métodos I e II empregam extração das NCs por meio do H2SO4, diferenciando-se apenas pela neutralização, a qual envolve diálise ou neutralização com NaHCO3, respectivamente. No Método III a extração das NCs foi realizada com H3PO4. As NCs foram caracterizadas por diferentes técnicas, como difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG), espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia de força atômica (MFA). Os resultados de caracterização das NCs indicaram que, a partir de todos os métodos utilizados, há formação de nanocristais de celulose (NCCs), entretanto, apenas os NCCs obtidos pelos Métodos II e III apresentaram estabilidade térmica suficiente para serem empregados em compósitos preparados por adição da carga no polímero em estado fundido. A incorporação das NCs em matriz de PLA foi realizada em câmara de mistura, com posterior moldagem por prensagem a quente. Compósitos obtidos por adição de NCs obtidas pelo Método II foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica, microscopia óptica, análises reológicas e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A adição de NCs, extraídas pelo Método II, em matriz de PLA afetou o processo de cristalização do polímero, o qual apresentou maior grau de cristalinidade. Além disso, a adição de 3% em massa de NCs no PLA foi suficiente para alterar seu comportamento reológico. Os resultados reológicos indicaram que a morfologia do compósito é, predominantemente, composta por uma dispersão homogênea e fina da carga na fase matriz. Micrografias obtidas por MEV corroboram os resultados reológicos, mostrando, predominantemente a presença de partículas de NC em escala nanométrica. Compósitos de PLA com NCs obtidas pelo Método III apresentaram aglomerados de partículas de NC em escala micro e milimétrica, ao longo da fase matriz, e não foram extensivamente caracterizados. / Cellulose is the renewable natural polymer currently available in greatest abundance. Cellulose is a semicrystalline polymer, and it is possible to extract its crystalline domains through a procedure that destroys its amorphous phase, such as acid etching, so obtaining crystalline cellulose particles called cellulose nanoparticles (NC). These nanoparticles have attracted great scientific interest because they have mechanical properties similar to those of many inorganic types of filler used in polymer matrix composites, like elastic modulus and tensile strength. Moreover, they have nanometric dimensions, which contribute to lower filler contents in the polymer matrix, due to its increased surface area when compared to the one of micrometric fillers. Nanocomposites formed by adding these fillers into polymeric matrices can present attractive commercial properties such as gas barrier, improved thermal properties, and low density, when compared to traditional composites. As NC are nanometric scale fillers, obtained from renewable sources, there is a great interest in their application into biodegradable biopolymer matrixes. Poly (lactic acid), PLA, is an example of biopolymer that presents improved thermal, mechanical and processing properties, when compared to the ones of other commercial biopolymers. In this work, cellulose nanoparticles (NC) were obtained, via acid hydrolysis, using three different methods, in order to study the most efficient method to obtain NC suitable to be used in polymer matrix composites. NC obtention methods I and II employ extraction by H2SO4. Methods I and II differ only in the neutralization step, which involves dialysis, for Method I, and neutralization with NaHCO3, for Method II. In Method III, the extraction of the NCs was performed using H3PO4. The NC were characterized by different techniques such as X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), infrared absorption spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM). The characterization results indicated that all methods yielded cellulose nanocrystals. However, only NC obtained by methods II and III showed sufficient thermal stability to be used in composites prepared by melt mixing. The NC/PLA composites were prepared in a mixing chamber, followed by hot press molding. The composites with addition of NC obtained by Method II were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), TG, optical microscopy, rheological analysis and scanning electron microscopy (SEM). The cellulose nanoparticles extracted by Method II affected the crystallization process of the PLA. The composite presented a higher degree of crystallinity than the pure matrix. Furthermore, the addition of 3 wt% of the NC in PLA was enough to change its rheological behavior. The rheological results indicated that the morphology is predominantly composed by a fine and homogeneous dispersion of the filler in the matrix. The SEM micrographs corroborate the rheological data, showing, predominantly, NC particles in nanometric scale. Composites with NC obtained by Method III presented micro and milimetric scale clusters of NC particles in the matrix phase and were not extensively characterized.

O adenocarcinoma ocorre em 90% dos casos de tumores malignos dos ovários e apresenta-se bilateralmente em 30 a 50% das pacientes. Devido à falta de sintomas iniciais da doença e à baixa especificidade dos marcadores tumorais existentes, quando detectado, o câncer encontra-se em estadios III e IV da doença, os quais indicam disseminação na cavidade peritoneal. O paclitaxel (PCX) é o fármaco de primeira escolha para o tratamento do câncer de ovário, entretanto a sua baixa solubilidade aquosa reduz sua biodisponibilidade. Dessa forma, no medicamento comercial, Taxol®, o PCX está solubilizado em uma mistura de tensoativos tóxicos. O desenvolvimento de nanocarreadores de fármacos tem sido investigado para promover a redução dos efeitos tóxicos e aumentar a segurança e a eficiência terapêutica com PCX. A funcionalização dos nanocarreadores é uma das estratégias utilizadas para aumentar a seletividade às células tumorais que superexpressam receptores de folato. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver e caracterizar nanopartículas poliméricas contendo paclitaxel, funcionalizadas e não funcionalizadas com ácido fólico, visando a otimização do tratamento do câncer de ovário. Os sistemas foram obtidos com sucesso, utilizando técnica de nanoprecipitação. Os resultados obtidos mostraram que as formulações NPPCX e NPPCX-AF apresentaram distribuição de tamanhos de partículas de 140 e 154,6 nm, respectivamente, e índices de polidispersão menores que 0,1, com alta eficiência de encapsulação do PCX. Os resultados obtidos foram adequados para a via de administração endovenosa e promoção do direcionamento ativo no ambiente tumoral. Os resultados in vitro em testes de citotoxicidade em linhagens celulares SKOV-3 e OVCAR-3 demonstraram que as nanopartículas contendo PCX (NPPCX e NPPCX-AF) foram capazes de disponibilizar o PCX e reduzir a viabilidade celular. Os ensaios de citometria de fluxo e de microscopia confocal demonstraram a capacidade de ambas as nanopartículas apresentaram um uptake celular tempo dependente, mostrando a capacidade dos nanocarreadores serem internalizados. Além disso, comparando as duas linhagens celulares, a SKOV-3 apresentou maior uptake por apresentar maior número de receptores de folato. Dessa forma, as análises in vitro sugerem que os nanocarreadores, NPPCX e NPPCX-AF, apresentam potencial para a otimização da terapia do câncer de ovário. No entanto, estudos in vivo são necessários para a obtenção de resultados adicionais relativos à eficiência e à segurança para o tratamento de câncer de ovário. / Adenocarcinoma occurs in 90% of cases of malignant ovarian cancer and is present bilaterally in 30 to 50% of patients. Due to lack of initial symptoms and the low specificity of the existing tumor markers, the cancer is detected when it\'s in stages III and IV, which indicate spread into the peritoneal cavity. Paclitaxel (PCX) is the drug of first choice for ovarian cancer treatment, but it has low aqueous solubility, which reduces its bioavailability. Thus, in the commercial drug, Taxol®, PCX is solubilized in a mixture of toxic surfactants. The development of drug nanocarriers has been investigated to promote the reduction of toxic effects and increase the safety and therapeutic efficacy of PCX. Functionalization of nanocarriers is one of the strategies used to increase selectivity to tumor cells that overexpress folate receptors. The aim of the present work was the development and characterization of folate-modified nanoparticles (NPPCX-AF) and unmodified nanoparticles (NPPCX) and evaluation of in vitro efficacy of developed systems using adenocarcinoma cell lines. The systems were successfully obtained using nanoprecipitation technique. The results showed that the NPPCX and NPPCX-AF formulations had a particle size distribution of 140 and 154.6 nm, respectively, and polydispersity indexes smaller than 0.1, with high PCX encapsulation efficiency. The results obtained were suitable for the intravenous administration route and promotion of active targeting in the tumor microenvironment. The in vitro cellular cytotoxicity assays of SKOV-3 and OVCAR-3 cell lines demonstrated that NPPCX and NPPCX-AF were able to release PCX and reduce cell viability. The flow cytometry assays demonstrated that both nanoparticles presented a time dependent cellular uptake, showing the ability of nanocarriers to be uptake. In addition, comparing both cell lines, SKOV-3 showed a higher uptake due to its greater amount of folate receptors. Thus, in vitro results suggested that the nanocarriers, NPPCX and NPPCX-AF, present a distinguish potential for ovarian cancer therapy optimization. In vivo studies are needed to confirm the in vitro results and provide additional data regarding safety and efficacy of ovarian cancer treatment.

Este trabalho descreve um estudo da reação de oxidação eletroquímica de uma monocamada de monóxido de carbono (CO) adsorvido (Stripping de CO) sobre materiais eletrocatalíticos não suportados bem como a influência do suporte nas propriedades estruturais e eletroquímicas dos eletrocatalisadores suportados. Os eletrocatalisadores estudados foram platina (Pt) não suportada bem como Pt suportada em carbono Vulcan (Pt/C) e em óxidos de rutênio (Pt/RuO2) e estanho (Pt/SnO2). Os materiais foram caracterizados por Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia por Dispersão de Energia de Raios X (EDX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Espectroscopia de Absorção de Raios X (XAS). Os resultados encontrados para duas amostras de Pt não suportada mostraram que os materiais são compostos de aglomerados de nanopartículas de Pt com cerca de 10 nm e revelam múltiplos picos de oxidação de CO em meio de ácido perclórico 0,1 mol L-1, tanto em condições potenciodinâmicas quanto potenciostáticas. Foi demonstrado que o stripping de CO potenciodinâmico pode fornecer evidências acerca do tamanho de partícula e que partículas maiores apresentam os menores sobrepotenciais para a reação em questão. A partir de experimentos de oxidação de CO sob condições potenciostáticas e com o auxílio de um modelo para a reação, foram encontrados os valores das constantes de velocidade para cada processo, cujo comportamento em função do potencial revelou diferenças entre os dois materiais estudados, o que também sugere mudanças no mecanismo da reação ou na isoterma de adsorção das espécies envolvidas. No caso dos eletrocatalisadores suportados Pt/C, Pt/RuO2 e Pt/SnO2, o suporte pode influenciar nas propriedades estruturais e eletrônicas, como evidenciado pelos experimentos de XAS, como também se apresentar como um co-catalisador para a reação de oxidação de CO, como encontrado para os materiais Pt/RuO2 e Pt/SnO2, visto que apresentaram menores sobrepotenciais para a oxidação de CO se comparados com Pt/C. Tal fato pode ser comprovado também por meio dos estudos nos quais Pt não suportada foi posteriormente ancorada nos diferentes suportes estudados, onde se destacou o material Pt + RuO2, que apresentou o menor sobrepotencial para a reação. De maneira comparativa, foi estudada a reação de oxidação de etanol sobre os catalisadores suportados e os resultados mostraram que os óxidos de rutênio e estanho aumentam as densidades de correntes amostradas a partir de saltos potenciostáticos. / This work describes a study of carbon monoxide monolayer electrochemical oxidation (CO stripping) on unsupported electrocatalysts as well as the influence of the support on the structural and electrochemical properties of the supported electrocatalysts. The materials studied comprised unsupported platinum (Pt) nanoparticles, Pt nanoparticles supported on high surface area carbon (Pt/C), and Pt nanoparticles supported on ruthenium oxide (Pt/RuO2) and on tin oxide (Pt/SnO2). All materials were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX), Transmission Electron microscopy (TEM), and X-Ray Absorption Spectroscopy (XAS). The results for two samples of unsupported Pt nanoparticles revealed the materials are formed by agglomerates of Pt nanoparticles of about 10 nm with slight differences between the samples, and the CO stripping electrochemical oxidation in 0.1 mol L-1 HClO4 showed multiple oxidation peaks in both potentiodynamic and potentiostatic conditions. It was demonstrated that potentiodynamic CO stripping can give evidences about the particle size, in which larger particles present smaller overpotentials for the reaction. From potentiostatic CO electro-oxidation, aided by a mathematical model of the reaction, it was found the reaction rate constant for each process and its behavior as a function of the potential revealed differences between the two samples, also suggesting differences in the mechanism of the reaction or in the adsorption isotherm for the involved species. In the case of the supported electrocatalysts Pt/C, Pt/SnO2, and Pt/RuO2, the support seems to influence in the structural and electronic properties, as probed by XAS experiments, as well as to participate as a co-catalyst in the CO oxidation, as in the case of Pt/SnO2 and Pt/RuO2, once they presented lower overpotentials for CO oxidation if compared to Pt/C. This fact was also confirmed by studies using mixtures of unsupported Pt nanoparticles and the different supports described, in which the system Pt + RuO2 presented the lowest overpotential for the reaction. From a comparative point of view, ethanol electrochemical oxidation was also investigated on the different prepared materials and the results showed that RuO2 and SnO2 as the catalyst supports increase the current density at a given potential in the potential step experiments.

Neste trabalho foram estudadas as nanopartículas magnéticas (NPs) de interesse em biomedicina de Fe3O4 e de Fe3O4 dopadas com Gd 5% pela técnica de Espectroscopia de correlação angular gama-gama perturbada (CAP). As amostras de Fe3O4 foram sintetizadas pelos métodos de co-precipitação e decomposição térmica e as nanopartículas de Fe3O4 dopadas com Gd 5% foram sintetizadas pelo método da coprecipitação. As amostras de nanoparticulas foram caracterizadas quanto a sua estrutura pela difração de raios X (DRX) e quanto ao seu tamanho pela técnica de microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os resultados mostram que as nanoparticulas de ferrita mostram estrutura pertencente ao grupo espacial Fd3m e que seu tamanho é de 10 nm quando sintetizada por decomposição térmica e entre 7 e 15 nm quando sintetizada por co-precipitação. As nanopartículas de Fe3O4 sintetizadas pelo método de decomposição térmica apresentaram maior monodispersão do que as nanopartículas sintetizadas pelo método de co-precipitação, ou seja, o tamanho de grão estava mais homogêneo. A técnica CAP mostrou que a variação de tamanho das nanopartículas infuencia no comportamento magnético das mesmas e o dopante Gd atrapalha a introdução da sonda radioativa por competir pelos sítios de Fe. / In the work reported in this dissertation, magnetic nanoparticles of Fe3O4 and 5% Gddoped Fe3O4, which have applications in biomedicine, were studied by Perturbed Gamma-Gamma Angular correlation spectroscopy (PAC). Fe3O4 samples were synthesized by both, co-precipitation and thermal decomposition methods. Gd-doped Fe3O4 magnetic nanoparticles were synthesized only by co-precipitation method. Analysis of X-ray diffraction (XRD) showed that the samples belong to Fd3m space group. Transmission Electron Microscopy (TEM) showed that nanoparticles have sizes between 5 and 14 nm, suitable for biomedical applications. Fe3O4 nanoparticles synthesized by thermal decomposition method showed greater monodispersed nanoparticles than the samples synthesized by co-precipitation method. PAC technique using radioactive probe 111In (111Cd) showed that the size of the nanoparticles changes magnetic behavior and for the Gd-doped sample PAC measurements results showed that the introduction of radioactive probe is difficult due the presence of an impurity (Gd) and there is a competition for Fe sites between Gd and nuclear probe.