Neste trabalho foram estudadas as propriedades morfológicas, estruturais e magnéticas de nanoestruturas de Fe crescidas em Si(111) vicinal. A análise de superfície foi feita usando microscopia de força atômica e microscopia de tunelamento, e as medidas de caracterização estrutural, por espectroscopia de absorção de raios-X. As propriedades magnéticas foram investigadas usando dois métodos distintos: efeito Kerr magneto-óptico e magnetômetro de força de gradiente alternado. Os substratos foram preparados quimicamente com uma solução NH4F e caracterizados por microscopia de força atômica. As análises morfológicas das superfícies permitiram classificá-las em dois grupos: Si(111)- monoatômicos e Si(111)-poliatômicos. Filmes finos de ferro de 1.5, 3, 6 e 12 nm foram crescidos sobre eles. A análise das superfícies indicou dois modos diferentes de crescimento do ferro; o sistema Fe(x)Si(111)-monoatômico resulta em grãos de ferro aleatoriamente distribuídos, e o sistema Fe(x)Si(111)-poliatômico em nanogrãos de ferro alongados na direção perpendicular aos degraus, auto-organizados. Particularmente no filme Fe(3 nm)/Si(111)-poliatômico, ao redor de metade dos grãos estão alinhados ao longo da direção [110] , ou seja, paralelo aos degraus. O padrão de nanogrãos de ferro alongados orientados perpendicular aos degraus foi interpretado com uma conseqüência da anisotropia induzida durante o processo de deposição e a topologia do substrato Si(111)-poliatômico. Uma forte relação entre a morfologia e a resposta magnética dos filmes foi encontrada. Um modelo fenomenológico foi utilizado para interpretar os dados experimentais da magnetização, e uma excelente concordância entre as curvas experimentais e calculadas foi obtida.

o trabalho de Krim e Windom [Phys. Rev B 38, 12184(1988)], que revelou a natureza viscosa do atrito em escala atômica, gerou uma intensa atividade tanto teórica quanto experimental. Contudo, questões fundamentais ainda se matém em aberto com opor exemplo a relação entre o coeficiente de atrito viscoso e a topologia do substrato assim como a dependência com a temperatura do substrato. Neste trabalho apresentamos os resultados, obtidos usando dinâmica molecular, para um modelo unidimensional de um sistema adsorvato/substrato. Pesquisamos diferentes relações de comensuração entre o adsorvato e o substrato assim como também a dependência do coeficiente de atrito fonônico, Nph, com a temperatura. Para todas as configurações estudadas obtivemos que o coeficiente de atrito fonônico depende quadráticamente da amplitude de corrugação do substrato, mas tem uma dependência não trivial com a razão de comensuração adsorvato/substrato. O resultado mais impressionante é que para relações de comensuração entre 0.65 e 0.9 o atrito fonônico é muito fraco. Nosso resultados podem explicar as diferencias encontradas na literatura em relação à magnitude do atrito de origem eletrônico e o de origem fonônico.

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / Neste estudo, propomos a preparação e caracterização de membranas poliméricas como agentes miméticos para o estudo da interação de nanopartículas metálicas de ouro do tamanho de 11 nm para fins terapêuticos. Tem como objetivo sintetizar e estudar a difusão em célula de Franz com as nanopartículas de ouro em membranas poliméricas com polímero comercial de PS-b-PMMA (poli(estireno)-b-poli(metil metacrilato)). As nanopartículas de ouro foram caracterizadas quanto à morfologia, tamanho e seu grau de dispersão pelas técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (MET), técnicas de espalhamento de luz dinâmico (DLS), raios-X a baixos ângulos (SAXS) e espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-vis). A cinética de difusão da membrana foi acompanhado por espectroscopia de UV-vis, no comprimento de onda de máxima absorção das nanopartículas de ouro, observa-se um efeito hipsocromico leve após 72 horas, esse efeito foi observado também nas analises de MET. Devido a baixo potencial zeta, levaram uma leve diminuição da concentração de nanopartículas de ouro em suspensão. A técnica DLS apresentou uma boa curva monoexponencial, indicando uma solução aquosa em nanopartículas esféricas com baixa polidispersidade com diâmetro (2RH = 11,0 nm). Observa-se ainda a presença de formação de grandes agregados com estruturas flexíveis. A imagem obtida por MET confirma a existência nanopartículas esféricas com tamanhos aproximados de 11 nm. A distância entre as lamelas foi de aproximadamente 30 nm, possuindo uma condição para difusão de materiais com tamanhos inferiores a 30 nm.

Dissertação de Mestrado, apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC, para a obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / Nanomateriais têm sido empregados em diversas funções nas mais variadas áreas do conhecimento. Um campo de aplicação que ganha espaço nos últimos anos é o uso da nanotecnologia na agricultura, visando amenizar os impactos do avanço populacional e a escassez dos recursos naturais atuando no controle de pragas e gerenciamento de agroquímicos. Neste estudo foram avaliadas duas nanoestruturas para o carregamento de feromônios repelente de abelhas, sendo essas nanoestruturas nanopartículas de sílica mesoporosas e do tipo Stöber. Os nanomateriais foram sintetizados via método Sol-Gel e caracterizados por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, análise termogravimétrica, espectroscopia de infravermelho e método BET. As nanopartículas mesoporosas apresentaram-se com área superficial quase 5 vezes maior que a do tipo Stöber. A nanoestrutura mesoporosa apresentou a função desejada para a proposta do trabalho se tornando o principal alvo do estudo para os testes cinéticos dos feromônios acetato de octila e 2-heptanona. Os ferômonios foram encapsulados nos percentuais de 10, 20 e 40% e os ensaios cinéticos ocorreram por dois métodos apresentando diferenças nas características de liberação para os feromônios. As nanopartículas influenciaram de forma significativa na cinética de liberação dos feromônios retardando a taxa de liberação dependendo também das características moleculares dos feromônios, como tamanho de cadeia e polaridade. O acetato de octila demonstrou ser mais eficiente em seu encapsulamento na nanoestrutura, devido a sua polaridade que favorece a interação com grupos silanóis encontrados na superfície da nanopartícula. Dos testes cinéticos concluiu-se que as nanopartículas mesoporosas prolongaram a atividade de liberação dos feromônios permanecendo essa função por vários dias.

Orientador: Ivana Cesarino / Abstract: A new biosensor was developed by a simple electrocodeposition of reduced graphene oxide (rGO), polypyrrole (PPy) and the enzyme acetylcholinesterase (AChE) on surface of platinum (Pt) electrode. In potential range of -0.2 to +0.5 V vs. Ag/AgCl/KCl (3.0 mol L-1), using differential pulse voltammetry (DPV), it was observed a process in + 0.1 V and this corresponds to the dimerization of electrochemical oxidation products of thiocholine, resulting in ditio-bis-choline. The biosensor developed was evaluated using DPV in the analysis of carbaryl, which inhibits the AChE enzyme action. The best results achieved were with the followings optimized conditions: 75 mV pulse amplitude, step potential of 4 mV, and a phosphate buffer solution (PBS) 0.2 mol L-1 and pH 6.0. Using these parameters was observed a linear response to carbaryl in a range of 0.1 to 0.5 µmol L-1, with a detection limit of 11.6 nmol L-1 (2.3 µg/kg), which is an appropriate limit for determination of carbaryl in the cultures which these pesticide is applied, considering the maximum reside limit allowed by Brazilian legislation. The biosensor proposed, Pt/rGO/PPy/AChE, was applied successfully in the determination of carbaryl in samples of cabbage and tomato. / Resumo: Um novo biossensor foi desenvolvido baseado na simples eletrocodeposição do óxido de grafeno reduzido (rGO), polipirrol (PPy) e da enzima acetilcolinesterase (AChE) na superfície do eletrodo de platina (Pt). No intervalo de potencial -0,2 a +0,5 V vs. Ag/AgCl/KCl (3,0 mol L-1), utilizando voltametria de pulso diferencial (DPV), observou-se um processo em +0,1 V e este corresponde a dimerização dos produtos de oxidação eletroquímica da tiolcolina, formando ditio-bis-colina. O biossensor desenvolvido foi avaliado utilizando DPV na análise do pesticida carbaril, o qual inibe a ação da enzima AChE. Os melhores resultados obtidos foram com as seguintes condições otimizadas: 75 mV amplitude de pulso, incremento de potencial de 4 mV, e uma solução tampão fosfato (PBS) 0,2 mol L-1 pH 6,0. Usando tais parâmetros observou-se uma resposta linear para o carbaril no intervalo de 0,1 a 0,5 mol L-1, com um limite de detecção de 11,6 nmolL-1 (2,3 µg/kg), que é um limite adequado para determinar carbaril nas culturas em que este pesticida é aplicado considerando o limite máximo de resíduo permitido pelas legislações brasileiras. O biossensor proposto, Pt/rGO/PPy/AChE, foi aplicado com sucesso na determinação de carbaril em amostras de tomate e repolho. / Mestre

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4025.pdf: 1830515 bytes, checksum: f7a18bdf1550de38e95bd05bd39d3e21 (MD5) Previous issue date: 2011-09-19 / Universidade Federal de Minas Gerais / Nanotechnology is a technological advance of several fields, regarded to be emergent, universal and diffuse field, involving mainly the development of nanomaterials, which can show different properties and behaviors. The possible impact in the society sustainable development becomes important the monitoring of nanotechnologies and nanomaterials in order to provide subsidies for planning and decision making. In this research, the advances in products, process and materials in nanotechnology and nanocelulose were mapped using patent indicators. The technological progress in nanotechnology was concentrated in 1999-2008, involving mainly China, Korea, USA and Japan. The most important domains in nanotechnology development were Chemistry- Materials and Eletronics-Eletricity, emphasizing the Semiconductors and Materials-Metallurgy subdomains. The largest patents holders in nanotechnology are mainly Asian, highlighting both companies and universities. In the Brazil, the nanotechnology developments were depended mainly on universities and research centers. To nanocelulose, Japan and USA were prominent and most of the patents applications were related to processing of cellulose pulp and the potential application of nanocelulose was associated to composites, paints, cosmetics, pharmaceuticals and foods. No important patent documents of nanocellulose technologies were identified in recent years, although the patenting of universities increased. In Brazil, most of the patent documents in nanocelulose are in the public domain and technology developed by Brazilian focus on processes for obtaining nanocellulose from bacteria. The outcomes suggested that monitoring and technological forecasting research of nanotechnology is necessary a sectorial analysis. Furthermore, methodological improvements were designed through the automation of recovery, treatment and filtering of information, which allowed advances in monitoring and technological forecasting methodologies. / A nanotecnologia é um avanço tecnológico em vários campos, considerada emergente, interdisciplinar, universal e difuso, envolvendo o desenvolvimento principalmente de nanomateriais, que podem apresentar propriedades e comportamentos diferenciados. Os possíveis impactos sobre o desenvolvimento sustentável da sociedade tornam relevantes atividades de monitoramento em nanotecnologia e nanomateriais visando fornecer subsídios ao planejamento e à tomada de decisão. Na presente pesquisa, foi feito o mapeamento dos avanços em produtos, processos e materiais em nanotecnologia e em nanocelulose por meio de indicadores tecnológicos baseados em documentos de patentes. O progresso tecnológico em nanotecnologia mostrou-se concentrado no período 1999-2008, com envolvimento principalmente da China, Coréia do Sul, EUA e Japão. Os principais domínios de desenvolvimento tecnológicos em nanotecnologia foram Química-Materiais e Eletrônica-Eletricidade, com ênfase nos subdomínios Semicondutores e Materiais-Metalurgia. Os maiores detentores de documentos de patentes em nanotecnologia são de origem principalmente asiática, com destaque tanto empresas como universidades. No Brasil, o desenvolvimento da nanotecnologia mostrou-se bastante dependente de universidades e centros de pesquisa. No caso da nanocelulose, Japão e EUA são proeminente e a maioria dos documentos de patentes tratou de processamento de polpa de celulose e as potenciais aplicações das nanoceluloses identificadas foram compósitos, tintas, cosméticos, fármacos e alimentos. Não foram identificados depositantes proeminentes entre os titulares e, nos últimos anos, houve crescimento da participação de universidades no patenteamento. No Brasil, grande parte dos documentos de patentes em nanocelulose está em domínio público e as desenvolvidas por brasileiros focalizam processos de obtenção de celulose a partir de bactérias. Os resultados sugeriram que em pesquisas de monitoramento e prospecção em nanotecnologia é necessária a análise setorial. Além disso, aprimoramentos metodológicos foram realizados mediante a automatização de recuperação, tratamento e filtragem de informação e vi permitiram avanços em metodologias de monitoramento e prospecção tecnológica.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-06-12Bitstream added on 2014-06-13T19:51:19Z : No. of bitstreams: 1 silva_jmf_me_sjc.pdf: 2283987 bytes, checksum: e078d75afef136b82d4132e6736805ef (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da realização de um polimento imediato, após 24h e após uma semana, na rugosidade superficial de duas resinas microhíbridas (Esthet - X - Dentsply e Opallis - FGM) e uma nanoparticulada (Z 350 - 3M), além de verificar a manutenção do polimento, após 1 ano, simulado por meio de termociclagem. Com auxílio de uma matriz metálica, que apresentava orifícios de 6 mm de diâmetro e 3 mm de altura, 43 cdp de cada material foram confeccionados. Em seguida foram divididos em um grupo controle e 3 grupos experimentais. Os cdp do grupo controle não receberam nenhum tipo de tratamento em suas superfícies. O grupo 1 recebeu acabamento com ponta diamantada extra-fina e posterior polimento com os sistemas Enhance e PoGo (Dentsply), imediatamente após a polimerização. O grupo 2 recebeu os mesmos procedimentos descritos para o grupo 1, porém estes foram realizados após 24 h de armazenamento em H2O destilada a 37°C. O ultimo grupo recebeu o tratamento de superfície após 7 dias de armazenamento. Após os procedimentos de acabamento e polimento os cdp tiveram a rugosidade superficial avaliada por um rugosimetro Perthometer PRK S8P (Perthen, Mahr, Germany). Feita a leitura inicial os cdp foram levadas a uma cicladora térmica e submetidos a 10.000 ciclos simulando permanência em meio oral durante o período de um ano. Após a ciclagem uma nova leitura da rugosidade foi realizada. Os resultados mostraram uma maior rugosidade para a resina Esthet - X, sendo que as resinas Opallis e Z 350 apresentaram os mesmos valores de rugosidade. Em relação ao período de realização do polimento, os cdp polidos imediatamente após a polimerização se apresentaram mais rugosos em relação aos outros dois períodos. Após a ciclagem térmica, a estatística através do teste t-pareado, mostrou que... / The objective of the study was to evaluate the effect of a immediate polishing, after 24h and after one week, in the surface roughness of two micro-hybrid resins (Esthet - X - Dentsply and Opallis - FGM) and one nanoparticle (Z 350 - 3M), beyond verifying the maintenance of the polishing, after 1 year, simulated through thermal cycling. With aid of a metallic matrix, with orifices of 6 mm of diameter and 3 mm of height, 43 specimens of each material had been confectioned. After that they had been divided in a control group and 3 experimental groups. The specimens of the control group had received no treatment in its surfaces. Group 1 received finishing with extra-fine diamond drill and posterior polishing with the systems Enhance and PoGo (Dentsply), immediately after the polymerization. Group 2 received the same procedures described for group 1, however these had been carried out after 24 h of storage in distilled H2O 37°C. The last group received the treatment on the surface after 7 days of storage. After the procedures of finishing and burnishing the surface roughness was evaluated by a profilemeter Perthometer PRK S8P (Perthen, Mahr, Germany). After the initial reading the specimens had been taken to a thermal cycle and submitted to 10000 cycles simulating permanence in mouth on a period of one year. After the thermal cycling a new reading of the roughness was carried out. The results had shown a higher roughness for the resin Esthet - X, having the resins Opallis and Z 350 presented the same values of roughness. In relation to the period of accomplishment of polishing, specimens polished immediately after the polymerization presented higher values of roughness in relation to the other two periods. After the thermal cycling the statistics, through the test t-paired, showed that occurred maintenance of the polishing for the Opallis resin, having... (Complete abstract, click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 182.pdf: 3583407 bytes, checksum: d7464e822edabf29bc52aaf621e78e05 (MD5) Previous issue date: 2004-04-19 / Financiadora de Estudos e Projetos / The restriction in the application of molecular sieves in adsorption or catalytic process involving molecules with diameters higher than 0.8 nm, have lead to the study of solids possessing higher pore size. In that sense, pre - established porous solids might be obtained from the agglomeration of mono - disperse nanospheres, with the resulting porous system being a consequence of the nanospheres diameter and of their physical and chemical properties. In this work, silica-nanospheres were prepared through the tetraethyl-orto-silicate (TEOS) hydrolysis catalyzed by ammonia and in the presence of water and ethanol. In a first step it was developed an optimization of nanospheres synthesis conditions as a function of the temperature and the water and ammonia concentrations. In a later step, solids were prepared from the agglome ration of nanospheres by the liquid medium evaporation or centrifugation. The nanospheres diameter was determined using dynamic light scattering or scanning electron microscopy. The characterization of the agglomerates was realized by scanning and transmission electron microscopy, infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis and adsorption/desorption measurements. The results showed that it is possible to synthesize spherical mono-disperse nanospheres with predefined diameter (40 180 nm) by controlling the temperature and water and ammonia concentrations in the synthesis medium. The preparation of nanospheres agglomerates by centrifugation leads to solids with regular array and body centered cubic or hexagonally compact organization. This type of arrangement for nanospheres smaller than 250 nm was favoured by the application of higher centrifugation rates and the obtained solids presented specific surface area higher than the calculated from the obtained diameter, which was attributed to the probable presence of microporous in the nanospheres. Nevertheless of the regular structure of nanospheres agglomerates, the thermogravimetric and infrared spectroscopy data showed that the nanospheres are linked by few Si-O-Si bonds, being the most of them linked by hydrogen bonds, this justifying its low mechanical strength. / A limitação na aplicação de peneiras moleculares microporosas no processamento em catálise ou adsorção de moléculas com diâmetros cinéticos maiores que em torno de 0,8 nm, tem levado à busca de sólidos com poros maiores. Nesse sentido, sólidos porosos sob medida podem ser obtidos a partir da aglomeração de nanoesferas monodispersas, sendo que o sistema poroso resultante e às suas propriedades serão uma conseqüência direta do diâmetro das nanoesferas e das suas características físicas e químicas. Neste trabalho foram preparadas nanoesferas de sílica através da hidrólise de tetra-etil-orto-silicato (TEOS) catalisada por amônia na presença de água e etanol. Para tanto, numa primeira etapa foi realizado um estudo dirigido à otimização das condições de síntese de nanoesferas em função da temperatura e das concentrações de água e amônia. Em etapa posterior foram preparados sólidos a partir da aglomeração das nanoesferas através da evaporação do meio líquido ou por centrifugação. Na determinação do diâmetro das nanoesferas foram utilizados espalhamento de luz dinâmico e microscopia eletrônica de varredura. A caracterização dos aglomerados foi realizada através de microscopia eletrônica de transmissão e varredura, espectrometria no infravermelho, termogravimetria e medidas de adsorção/dessorção de nitrogênio. Os resultados mostraram a possibilidade de sintetizar nanopartículas de sílica monodispersas com formato esférico e diâmetro pré-definido (40 a 180 nm), controlando-se a temperatura e a concentração de água e amônia. A preparação de aglomerados de nanoesferas via centrifugação conduziu a sólidos com arranjo regular e compactação do tipo cúbica de corpo centrado ou hexagonal. Esse tipo de arranjo para nanoesferas menores que 250 nm, foi favorecido pela aplicação de velocidades de centrifugação mais altas, e apresentou áreas superficiais específicas maiores que as calculadas a partir do diâmetro das partículas, o que foi atribuído à provável presença de microporos. Apesar das nanoesferas formarem uma estrutura regular, de acordo com resultados de termogravimetria e espectroscopia no infravermelho, poucas nanoesferas encontram-se unidas por ligações Si-O-Si, estando em sua maioria ligadas por pontes de hidrogênio, o que justifica à baixa resistência mecânica dos aglomerados.

A Nanotecnologia trouxe alguns novos desafios, como o desenvolvimento de qualidade e processos de síntese relativa a nanoestruturas baseado em substâncias inorgânicas e orgânicas. O desenvolvimento de novos materiais com compostos orgânicos e inorgânicos, em escala nanométrica, tem recebido destaque em primeiro plano na Ciência dos Materiais devido à grande potencialidade para aplicações, tais como compósitos, catálise, óptica não linear, sensores e sistemas microeletrônicos [1, 2]. O desenvolvimento de materiais nanoestruturados tem atraído grande interesse para a nova realidade tecnológica, devido ao amplo alcance de aplicações incluindo as propriedades catalíticas, magnéticas e fotônicas [3, 4]. Contudo o objetivo dessa dissertação foi obter filmes automontados de polieletrólitos fabricados através da adsorção sequencial de soluções aquosas de polieletrólitos fracos baseados na interação eletrostática de polímeros com cargas opostas e posteriormente analisar a incorporação de nanopartículas de ouro (NPs Au) estabilizadas por citrato de sódio e por poli(vinilpirrolidona) (PVP). Neste trabalho foram utilizados os seguintes polieletrólitos, o PEI (poli(etileno imina)) e o PAH hidrocloreto de poli(alilamina) como policátions e o PAA (poli(ácido acrílico)) como poliânion. A presença das nanopartículas de ouro foi confirmada por Espectroscopia UV VIS NIR e Difração de Raios X (DRX). A morfologia e distribuição dos filmes automontados com nanopartículas de ouro foram analisadas por Microscopia de Força Atômica (MFA) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). A quantificação e espessura das amostras foram analisadas por Espectrometria de Retroespalhamento Rutherford (RBS) e posteriormente avaliadas em conjunto com as técnicas de espectroscopia UV VIS NIR e MET. As abordagens experimentais utilizadas neste trabalho mostraram a grande importância do pH para a fabricação de filmes automontados, devido à sua influência nos grupos funcionais dos polieletrólitos, afetando a interação eletrostática entre os mesmos e também entre as nanopartículas posteriormente difundidas. Quanto menor a densidade de carga da molécula de polieletrólito, maior será o número necessário das mesmas para compensar uma determinada carga superficial do substrato e/ou camada inferior. Com o aumento desse número, maior será a quantidade de sítios presentes passíveis de interação eletrostática. Dentre os sistemas estudados, o que mostrou-se mais eficiente foi o (PAH7/PAA4)20, o qual apresentou uma maior incorporação de NPs Au, e consequentemente a maior quantidade de NPs Au no sistema. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-05T18:02:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Tatiane Michele Popiolski.pdf: 2153136 bytes, checksum: f652e5b4987e2b788d4f0b04b47b7844 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-05T18:02:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Tatiane Michele Popiolski.pdf: 2153136 bytes, checksum: f652e5b4987e2b788d4f0b04b47b7844 (MD5) / Nanotechnology has brought some new challenges such as the development of quality and synthesis processes on nanostructures based on inorganic and organic substances. The development of new materials with organic and inorganic compounds on the nanometer scale, has been featured at the forefront of materials science due to the large potential for applications such as composites, catalysis, nonlinear optics, sensors and microelectronic systems [1, 2, 3]. The development of nanostructured materials has attracted great interest for the new technological reality, due to the wide range of applications including catalytic properties, magnetic and photonic [4, 5, 6]. However the objective of this dissertation was to obtain self-assembled polyelectrolyte films fabricated by sequential adsorption of aqueous solutions of weak polyelectrolytes based on electrostatic interaction of polymers with opposite charges and analyze the distribution of gold nanoparticles (Au NPs) stabilized by sodium citrate and poly (vinylpyrrolidone) (PVP). In this work we used the following polymers, PEI (poly (ethylene imine)) and PAH hydrochloride poly (allylamine) as polycations and PAA (poly (acrylic acid) as polyanion. The presence of gold nanoparticles was confirmed by UV VIS NIR spectroscopy and X-ray Diffraction (XRD). The morphology and distribution of films with self-assembled gold nanoparticles was analyzed by Atomic Force Microscopy (AFM) and transmission electron microscopy (TEM). Quantification and thickness of the samples were analyzed by Rutherford backscattering spectrometry (RBS), and then evaluated in conjunction with the techniques of UV VIS NIR spectroscopy and TEM. The experimental approaches used in this work showed the great importance of pH for the fabrication of LbL self-assembled films due to its influence on the functional groups of polyelectrolytes, affecting the electrostatic interaction between them and between the nanoparticles subsequently disseminated. Smaller the charge density of the polyelectrolyte molecule, greater the required number of them to compensate a given surface charge of the substrate and/or lower layer. With the increase of that number, the greater the amount of sites present subject of electrostatic interactions. Among the systems studied, the most efficient was (PAH7/PAA4)20, which showed a greater incorporation of Au NPs, and consequently the greatest amount of Au NPs in the system.

O presente trabalho investigou a preparação e obtenção de celulose nanocristalina (whiskers de celulose ou nanocristais de celulose) para aplicação em membranas poliméricas compósitas de polisulfona, preparadas pelo método de inversão de fases. A preparação de whiskers de celulose foi realizada através de hidrólise ácida com ácido clorídrico da celulose microcristalina, e a caracterização foi feita através de microscopia eletrônica de transmissão. A celulose microcristalina é obtida da hidrólise de fibras de celulose, que no caso deste trabalho, foram obtidas de diferentes fontes naturais (eucalipto e Pinus taeda). As fibras das duas fontes naturais, obtidas do processo industrial kraft, foram previamente caracterizadas quimicamente a fim de avaliar a eficiência deste processo na remoção de outros componentes característicos de materiais lignocelulósicos, como lignina e hemicelulose. Posteriormente as fibras e as microceluloses obtidas foram caracterizadas por análises termogravimétricas, calorimetria exploratória diferencial, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. As análises de caracterização mostraram a eficiência do processo kraft, onde os teores de lignina e hemicelulose puderam ser desconsiderados, e a obtenção de celulose microcristalina de ambas as fontes, evidenciadas pelo significativo aumento nos índices de cristalinidade. Devido a problemas com a caracterização dos whiskers de celulose, as membranas de polisulfona foram reforçadas apenas com fibras de celulose e com a celulose microcristalina. As membranas foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura e testes de fluxo e retenção de proteína. As análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier indicaram uma boa homogeneidade das fibras e microceluloses nas membranas com o surgimento de um pico característico da celulose no espectro da membrana compósita. Nas análises de microscopia eletrônica de varredura observaram-se morfologias diferentes, principalmente com a presença de macrovoids e estruturas finger-like. Estas morfologias estão associadas às diferentes condições de preparo das membranas, onde diferentes tempos de evaporação antes da inversão de fases provocaram a formação de diferentes estruturas nas membranas. Outro fator que pode ter influenciado nas diferentes morfologias das membranas é a adição de cargas de reforço, onde fibra e microcelulose contribuíram de formas distintas para o desempenho e morfologia das membranas. A avaliação da influência das fibras de celulose, da microcelulose e das diferentes estruturas morfológicas, nas membranas, foi avaliada pelos testes de fluxo e retenção de albumina de ovo. Os resultados mostraram a excelente propriedade da microcelulose como material de reforço, onde a retenção da proteína da membrana polisulfona/celulose microcristalina foi superior a 90%. O tempo de evaporação pode ter auxiliado neste valor de retenção, considerando que um maior tempo de evaporação diminuiu a presença de estruturas finger-like nas membranas compósitas. Em função da alta retenção da proteína e da pressão transmembrana aplicada nos ensaios de permeação (até 20 bar), as membranas com celulose microcristalina podem ser aplicadas em processos de ultrafiltração. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-23T13:32:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Tiago dos Santos.pdf: 3797684 bytes, checksum: 614e606e9a8f475a2dd7c50b4c2e124b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-23T13:32:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Tiago dos Santos.pdf: 3797684 bytes, checksum: 614e606e9a8f475a2dd7c50b4c2e124b (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work investigated the preparation and obtaining of nanocrystalline cellulose (cellulose whiskers or cellulose nanocrystals) for use in polysulfone composite membranes prepared by phase inversion method. Preparation of cellulose whiskers was held by acid hydrolysis, with hydrochloric acid, of microcrystalline cellulose and the characterization was performed by transmission electron microscopy. Microcrystalline cellulose was obtained from acid hydrolysis of cellulose fibers which in case of this study were obtained from different natural sources (eucalyptus and Pinus taeda). The fibers of both natural sources, obtained from kraft industrial process, were previously chemically evaluated in order to evaluate the efficiency of this process in the removal of other characteristic components of lignocellulosic materials such as lignin and hemicellulose. More later fibers and microcellulose obtained were characterized by thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Characterization analysis showed the efficiency of the kraft process, where the lignin and hemicelluloses could be ignored, and obtained microcrystalline cellulose from both sources, as evidenced by the significant increase in crystallinity index. Due to problems with the characterization of cellulose whiskers, polysulfone membranes were only reinforced with cellulose fibers and microcrystalline cellulose. Membranes were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, flow tests and protein retention. Fourier transform infrared spectroscopy analysis indicated good homogeneity of fibers and microcellulose in the membranes by appearance of a characteristic peak of cellulose on composite membrane spectrum. In scanning electron microscopy analysis different morphologies can be observed, specially with the presence of macrovoids and finger-like structures. These morphologies are associated with different conditions of membranes preparation, where different evaporation times before phase inversion bath caused the different structures formation on membranes. Another factor that may have influenced different morphologies of the membranes is the addition of reinforcement fillers, where fiber and microcellulose contributed differently to the membranes performance and morphology. The evaluation of the influence of cellulose fibers and microcellulose on different morphological structures of membranes was evaluated by flow and egg albumin retention. The results showed the excellent property of microcellulose as reinforcement material, where the protein retention of the polysulfone/microcellulose membrane was higher than 90%. The evaporation time may have helped in this retention value, whereas a longer evaporation decreased the presence of finger-like structures in composite membranes. Due to high protein retention and transmembrane pressure applied in the permeation tests (up to 20 bar), the membranes with microcrystalline cellulose can be applied in ultrafiltration process.