Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-22T16:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 235685.pdf: 1733584 bytes, checksum: 300d8602199004129acc4b1fc6eca375 (MD5)

O presente trabalho relata a parametrização do modelo de contínuo IEF-PCM para o estudo da solvatação de ânions monovalentes em acetonitrila e N,N-dimetilformamida. Nós propomos duas metodologias de parametrização do modelo de contínuo polarizável para este estudo teórico. A primeira proposta é baseada unicamente no cálculo do termo eletrostático da energia livre e na equiparação deste termo com a energia livre de solvatação experimental. Na segunda proposta de metodologia, a parametrização do modelo de contínuo polarizável foi realizada com o auxílio das simulações de dinâmica molecular e dentro desta segunda proposta nós calculamos todos os termos que contribuem para a energia livre de solvatação, a energia de cavitação. a energia eletrostática e a energia de van der Waals. Com a aplicação da primeira metodologia, é obtido um erro médio absoluto de 2,1 kcal/mol nas energias de solvatação dos ânions em acetonitrila enquanto que o erro médio absoluto calculado para energias de solvatação dos ânions em N,N-dimetilformamida é 2,8 kcal/mol. A aplicação da segunda metodologia resulta num erro médio absoluto de 1,4 kcal/mol nas energias de solvatação dos ânions em acetonitrila e um erro médio absoluto de 1,2 kcal/mol nas energias de solvatação calculadas para os ânions em N,N-dimetilformamida. Estes resultados indicam que o modelo de contínuo polarizável IEF-PCM é adequado para o estudo dos efeitos termodinâmicos nas soluções de ânions nos solventes acetonitrila e N,N-dimetilformamida.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014 / Nota: Prêmio UFSC de tese 2015 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:12:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329999.pdf: 6690335 bytes, checksum: 27cbf9f7ee95ede0f7357fc9463b2275 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os cristais líquidos (CLs) têm sido reconhecidos recentemente como promissores semicondutores para aplicações na área de eletrônica orgânica. O presente trabalho apresenta a proposta de caracterizar e investigar a potencialidade de novos materiais orgânicos com propriedades líquido-cristalinas para aplicações em dispositivos eletrônicos. Moléculas discóticas constituídas de um centro rígido aromático e cadeias laterais flexíveis vêm sendo amplamente estudada se aplicadas em dispositivos orgânicos tais como os diodos emissores de luz (OLEDs), os transistores de efeito de campo (OFETs) e os fotovoltaicos. Os CLs aliam a organização molecular dos sistemas cristalinos, necessária ao trânsito das cargas, à fluidez de um líquido, facilitando o processamento do material. Eles podem ser processados tanto a partir de solução quanto por evaporação térmica. A principal vantagem na utilização destes materiais é a possibilidade de modificar e controlar a orientação molecular através de estímulos externos, como por exemplo, pela ação de temperatura, aplicação de campos elétrico ou magnético e através de tratamentos de superfície. Com isso pode-se otimizar as suas propriedades ópticas e elétricas. Os CLs discóticos estudados neste trabalho são derivados do centro aromático perileno. Os materiais com o centro perileno vêm sendo empregados como semicondutores tipo-n e têm apresentado elevada mobilidade de carga quando aplicados em dispositivos. Neste trabalho as propriedades mesomórficas, fotofísicas, eletroquímicas e elétricas dos compostos foram investigadas. O comportamento termotrópico dos compostos foi analisado por microscopia óptica de luz polarizada(MOLP), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e difração de raio x (DRX). As propriedades fotofísicas foram investigadas através de espectroscopia UV-Vis e espectroscopia de fluorescência. A caracterização morfológica dos filmes finos produzidos pela técnica despin-coating e evaporação térmica foi realizada usando um microscópio de força atômica (AFM). Os níveis de energia LUMO dos compostos foram estimados através da técnica de voltametria cíclica. As propriedades fotofísicas em função da temperatura mostraram uma significativa supressão da fotoluminescência na mesofase colunar causada pela forte agregação molecular do empacotamento p-stacking. As propriedades elétricas foram investigadas através da deposição dos filmes em uma típica estrutura de diodo, ITO/PEDOT:PSS/CL/Ca/Al. A mobilidade de carga foi estudada através da aplicação de um modelo teórico às curvas experimentais de densidade de corrente em função da voltagem aplicada (J/V) e comparada com a mobilidade eletrônica obtida através das técnicas de tempo de voo (TOF) e Foto-CELIV. O alinhamento homeotrópico induzido por tratamento térmico para o composto com o centro perileno diimida resultou em propriedades elétricas aprimoradas, onde foi observado um ganho de quatro ordens de grandeza para a densidade de corrente e cinco ordens de grandeza para a mobilidade. O filme fino produzido pelo processo de evaporação térmica deste composto também apresentou propriedades elétricas notáveis na estrutura de diodo, sendo superior ao desempenho do filme produzido por spin-coating antes do alinhamento. A mobilidade para o filme evaporado foi medida através da estrutura de um transistor e mostrou boa concordância com a mobilidade obtida a partir do modelo aplicado às curvas J/V. A mobilidade para o filme evaporado foi superior a mobilidade encontrada para o filme spin-coating antes do alinhamento, mas inferior a mobilidade exibida pelo filme spin-coating alinhado homeotropicamente na estrutura de diodo. Os dispositivos produzidos a partir da combinação dos dois CLs, em heterojunções de bicamada e de volume, apresentaram um melhor desempenho do que os dispositivos fabricados para os compostos individualmente.<br> / Abstract: Liquid crystals (LCs) have been recently recognized as promising semiconductors for applications in the field of organic electronics. This work presents a proposal to characterize and investigate the potential application of new organic materials with liquid-crystalline properties inelectronic devices. Discotic molecules comprising a rigid aromatic core and flexible side chains have been widely studied and applied to organic devices such as light emitting diodes (OLEDs), field effect transistors (OFETs) and photovoltaics. LCs combine the molecular organization of the crystalline systems necessary to the transit of the charge and the fluidity of a liquid, facilitating processing of the material. They can be processed either from solution or by thermal evaporation. The main advantage of using these materials is the possibility of modifying and controlling the molecular orientation by external stimuli, for example, by the action of temperature, applying electric or magnetic fields and through surface treatments. Being possible to optimize their optical and electrical properties.The discotic LCs studied in this work are derivatives of the perylene aromatic core. Materials with perylene core have been used as n-type semiconductors and have shown high mobility of charge when applied to devices. In this work the mesomorphic, photophysical, electrochemical and electrical properties of the compounds were investigated. The thermotropic behavior of the compounds was analyzed by optical polarized light microscopy (MOLP), differential scanning calorimetry (DSC) and x-ray diffraction (XRD). The photophysical properties were investigated by UV-Vis and fluorescence spectroscopy. Morphological characterization of the thin films produced by the technique of spin-coating and thermal evaporation was performed using an atomic force microscope (AFM). The LUMO energy levels of the compounds were estimated using the technique of cyclic voltammetry. The photophysical properties as a function of temperature showed a significant suppression of photoluminescence in the columnar mesophase due to the molecular aggregates caused by the strong p-stacking interactions. The electrical properties were investigated by depositing the films in a typical diode structure, ITO/PEDOT:PSS/CL/Ca/Al. The charge mobility was investigated by applying a theoretical model to experimental curves of the current density as a function of applied voltage (J/V) and compared with the electron mobility obtained by the techniques of time of flight (TOF) and Photo-CELIV. The homeotropic alignment induced by annealing for the compound perylene diimide resulted in improved electrical properties, where a gain of four orders of magnitude for the current density and five orders of magnitude in the mobility was observed. The thin film produced by thermal evaporation process of this compound also showed remarkable electrical properties in a diode structure. It was superior to the performance of the film produced by spin-coating before alignment. Mobility for the evaporated film was measured in a transistor structure and showed good agreement with the mobility obtained from the model applied to curves J/V. The mobility for the evaporated film was higher than the mobility for the spin-coating before alignment, but it was lower than the mobility exhibited by the spin-coating film after annealing in a diode structure. The devices produced from the combination of the two LCs in bilayer and bulk heterojunctions showed better performance than devices manufactured for the compounds individually.

O objetivo geral deste trabalho foi o desenvolvimento de métodos de separação, tratamento e recuperação de solventes orgânicos visando à otimização de metodologias de purificação, inicialmente em pequena escala, por vezes criando modelos, e logo a seguir trabalhar em grande escala em amostras do Centro de Gestão e Tratamento de Resíduos Químicos (CGTRQ) da UFRGS. Inicialmente foi realizado um levantamento nos dados de resíduos enviados para descarte no CGTRQ dos últimos anos a fim de detectar quem eram os maiores geradores de resíduos e novos alvos de possível reciclagem de solventes. A metodologia geral em laboratório envolveu estudos de microdestilação. A amostra de trabalho que chegava do CGTRQ primeiramente foi destilada em pequena escala, para se verificar se era possível que contaminantes pudessem ser separados do produto desejado. Isto também serviu para que se tivesse uma noção da eficiência do processo de recuperação antes de se passar à escala maior.Em uma segunda etapa passou-se à grande escala, realizando os processos de destilação em destilador tipo spinning-band semi automatizado com capacidade de 5 a 7 Litros de solvente por destilação e, com base nestes dados, foram discutidos parâmetros como relação custo-benefício, gasto de energia e percentual de solvente recuperado Já foram estudados com resultados bastante promissores 11 tipos de resíduos químicos de solventes orgânicos halogenados (diclorometano e clorofórmio) ou não halogenados (acetato de etila, xilol, hexano e etanol), proveniente de laboratórios de pesquisa, ensino de graduação e de empresas externas à universidade, dos quais já se têm finalizados os estudos e o desenvolvimento de métodos de recuperação de 8 produtos, podendo estes métodos serem aplicados tanto pelo CGTRQ, quanto pelos laboratórios de origem dos resíduos, quando em volumes menores. Do ponto de vista econômico, todas as destilações que foram realizadas em grande escala demonstraram alta valorização do resíduo que chegou ao Centro e em todos os casos sendo processos autossustentáveis. Outros solventes que se encontram ainda no estágio de pequena escala, também demonstraram resultados muito promissores e que provavelmente poderão se enquadrar na categoria dos processos autossustentáveis. / The general objective of this work was the development of methods for the separation, treatment and recovery of organic solvents aiming at the optimization of purification methodologies, initially on a small scale, sometimes creating models, and then work on large scale samples from the Center for the Management and Treatment of Chemical Waste (CGTRQ) at UFRGS. Initially, a survey was carried out on the waste data sent for disposal at the CGTRQ in recent years in order to detect who were the largest waste generators and new targets for possible solvent recycling. The general laboratory methodology involved microdistillation studies. The work sample arriving from the CGTRQ was first distilled on a small scale to verify if it was possible that contaminants could be separated from the desired product. This also served to give a sense of the efficiency of the recovery process before moving to a larger scale. In a second stage, the distillation process was carried out in a semi-automated spinning-band distiller with a capacity of 5 to 7 liters of solvent by distillation and, based on this data, parameters such as cost-benefit ratio, energy expenditure and percentage of solvent recovered were discussed Eleven types of chemical wastes of halogenated organic solvents (dichloromethane and chloroform) or non-halogenated organic solvents (ethyl acetate, xylol, hexane and ethanol) have been studied with promising results from research laboratories, undergraduate teaching laboratories and companies outside the university, of which the studies and the development of methods of recovery of eight products have already been finalized, being these methods able to be applied by both the CGTRQ and the laboratories of origin of the residues, when in smaller volumes. From an economic point of view, all the distillations that were carried out on a large scale showed high valorization of the waste that arrived at the Center and, in all cases, being self-sustainable processes. Other solvents still in the small-scale stage have shown very promising results as well and are likely to fall into the category of self-sustainable processes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:33:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317340.pdf: 4306251 bytes, checksum: 3bc9d5a997edf02699f74ef5688604a9 (MD5) / A tecnologia de impressão por jato de tinta vem demonstrando ser capaz de imprimir todos os materiais necessários para a fabricação de circuitos integrados, apresentando baixos custos de fabricação quando comparada às técnicas convencionais utilizadas com silício. Com o advento da eletrônica orgânica, uma ampla gama de materiais tornou-se disponível e a fabricação de dispositivos com propriedades únicas com a interface biológica é agora possível. Um exemplo importante é a utilização de eletrodos metálicos revestidos com polímeros condutores implantados no sistema nervoso central, proporcionando estimulação elétrica aos neurônios. Este trabalho relata a fabricação de dispositivos orgânicos biocompatíveis por meio da tecnologia de impressão por jato de tinta, utilizando-se uma nova combinação de materiais. Os dispositivos foram fabricados sobre um substrato de Parileno C (PaC), um polímero flexível e biocompatível. As linhas condutoras foram impressas utilizando-se uma tinta de nanopartículas de prata, enquanto os sítios ativos foram impressos usando-se uma tinta de poli (3,4-etilenodioxitiofeno)/poliestireno sulfonado (PEDOT: PSS). Para isolar o dispositivo final foi utilizada uma tinta de poliimida para imprimir uma espessa película sobre o dispositivo, deixando pequenas janelas abertas sobre os sítios ativos de PEDOT:PSS. Caracterização elétrica do dispositivo final e avaliação de sua interface com a biologia (testes de cultura de células) foram realizadas. Os resultados mostram que um dispositivo biocompatível e de baixo custo pode ser produzido por escrita direta sem quaisquer técnicas de pre-patterning ou de auto-alinhamento, utilizando-se tintas orgânicas. <br> / Abstract : Inkjet printing has been demonstrated to be able to print all materials required for integrated circuits at low costs when compared to conventional silicon processing. With the advent of organic electronics, a wide range of materials became available and the fabrication of devices with unique properties for interfacing with biology is now possible. One important example is the use of conducting polymer coatings on metal electrodes that are implanted in the central nervous system, which provides electrical stimulation of neurons. This work reports on the fabrication of biocompatible organic devices by means of inkjet printing with a novel combination of materials. The devices were fabricated on Parylene C (PaC), a biocompatible, flexible polymer substrate. The contact tracks were printed using a silver nanoparticle ink, while the active sites were inkjet printed using a poly (3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) solution. To insulate the final device, a polyimide ink was used to print a thick film, leaving small opened windows upon the active sites. Electrical characterization of the final device and evaluation of its interface with biology (cells culture assays) were performed. The results show that inexpensive and biocompatible devices can be produced by direct writing without any pre-patterning or self-alignment techniques using organic inks.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológco. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-21T01:51:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204466.pdf: 7086230 bytes, checksum: 767b14bf13c6236d840c816a53e91639 (MD5) / O sistema de produção de suínos é uma das atividades de maior impacto ambiental em regiões de alta concentração de animais. Por este motivo, tem-se

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-21T03:36:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 200130.pdf: 466439 bytes, checksum: e3f134f496b0341130a270664fd0832a (MD5) / Ganoderma Karsten é um gênero de fungo pertencente a família

Resumo: Nessa pesquisa é analisado um modelo teórico para descrever o experimento de tempo de voo (TOF,Time-of-Flight), que é um experimento canônico na determinação da mobilidade dos portadores de carga em sistemas orgânicos desordenados. O modelo se baseia no transporte de carga conhecido por hopping ativado termicamente, no qual os portadores de carga realizam transições (saltos) entre estados localizados do material desordenado. A partir do modelo, são obtidas duas mobilidades distintas1: 1. a primeira delas, nomeada de mobilidade experimental E, é a mobilidade calculada com o tempo médio de trânsito, inferido a partir do sinal da fotocorrente, em completa analogia ao procedimento experimental; 2. a segunda mobilidade, nomeada de mobilidade teórica T , é a mobilidade calculada a partir do tempo médio de trânsito exato (denido estatisticamente). O ponto principal a destacar, é que o tempo médio de trânsito exato é inacessível experimentalmente. O objetivo do trabalho, é investigar a dependência da mobilidade experimental2 e da mobilidade teórica, com o campo elétrico, com a desordem do material e com o comprimento do material. Dessa forma, pretende-se comparar as duas mobilidades de modo a justificar o procedimento experimental utilizado para extrair o tempo médio de trânsito do sinal da fotocorrente. O modelo usado nessa dissertação para descrever o material orgânico desordenado é o modelo GDM (Gaussian Disorder Model) clássico, que associa uma distribuição Gaussiana aos orbitais LUMO3 e HOMO4 no qual o transporte de elétrons ou buracos ocorre, respectivamente. Para descrever a dinâmica dos portadores de carga, é utilizada uma equação mestra, que fornece a evolução temporal da ocupação eletrônica dos sítios da rede (que representam os orbitais LUMO ou HOMO localizados). As taxas de transição entre os sítios são as de Miller- Abrahams.

O presente trabalho relata a parametrização do modelo de contínuo IEF-PCM para o estudo da solvatação de ânions monovalentes em acetonitrila e N,N-dimetilformamida. Nós propomos duas metodologias de parametrização do modelo de contínuo polarizável para este estudo teórico. A primeira proposta é baseada unicamente no cálculo do termo eletrostático da energia livre e na equiparação deste termo com a energia livre de solvatação experimental. Na segunda proposta de metodologia, a parametrização do modelo de contínuo polarizável foi realizada com o auxílio das simulações de dinâmica molecular e dentro desta segunda proposta nós calculamos todos os termos que contribuem para a energia livre de solvatação, a energia de cavitação. a energia eletrostática e a energia de van der Waals. Com a aplicação da primeira metodologia, é obtido um erro médio absoluto de 2,1 kcal/mol nas energias de solvatação dos ânions em acetonitrila enquanto que o erro médio absoluto calculado para energias de solvatação dos ânions em N,N-dimetilformamida é 2,8 kcal/mol. A aplicação da segunda metodologia resulta num erro médio absoluto de 1,4 kcal/mol nas energias de solvatação dos ânions em acetonitrila e um erro médio absoluto de 1,2 kcal/mol nas energias de solvatação calculadas para os ânions em N,N-dimetilformamida. Estes resultados indicam que o modelo de contínuo polarizável IEF-PCM é adequado para o estudo dos efeitos termodinâmicos nas soluções de ânions nos solventes acetonitrila e N,N-dimetilformamida.

O presente trabalho foi realizado no município da Lapa-PR em solo Podzólico-Vermelho Amarelo Álico, em uma área experimental, composta por duas condições de vegetação: Campo nativo e reflorestamento com Pinus elliottii com 17 anos de idade. Foram avaliados os efeitos causados pelo florestamento com Pinus elliottii na matéria orgânica do solo, O estudo concentrou-se na análise da matéria orgânica do solo através de seu fracionamento, pelo método de DABIN¹4 nas diferentes profundidades do solo e da análise da biomassa radicular, Os resultados obtidos revelam: (a) foram encontradas diferenças qualitativas e quantitativas dos teores de mataria orgânica do solo, entre os perfis sob campo nativo e sob Pinus elliottii, (b) a redistribuição anteriormente encontrada, e verificada no atual trabalho pode ser explicada pelo aumento diferencial da matéria orgânica do solo nos perfis sob Pinus elliotti e sob campo nativo; (c) as diferenças entre os dois tratamentos explicada nas camadas de 2,5-25 cm no Campo nativo pelo aumento diferencial das frações ácidos Fúlvicos livres, ácidos Fúlvicos ligados a Soda e nas camadas de 25-55 cm pelo aumento diferencial das frações ácidos Fúlvicos livres e ácidos Húmicos ligados a Pirofosfato; no Pinus elliottii pelo aumento diferencial das frações ácidos Fúlvicos ligados a Pirofosfato, ácidos Húmicos ligados a Soda e Humina em quaisquer profundidades entre 2,5 e 70 cm; (d) encontrou-se indicações de substâncias húmicas depositadas por micorrizas nos perfis sob Pinus elliottii, (e) os resultados do fracionamento da matéria orgânica do solo, no indicaram efeitos prejudiciais do florestamento, relativos a esse parâmetro, sendo inclusive possível que essa prática venha favorecer o acúmulo da matéria orgânica do solo ao longo do tempo, nas condições do atual experimento.