Orientador: Leila Aparecida Chiavacci / Coorientador: Bruno Leonardo Caetano / Banca: Ana Maria Minarelli Gaspar / Banca: Giancarlo Esposito de Souza Brito / Resumo: Dentre as membranas utilizadas para regeneração óssea guiada as membranas reabsorvíveis se destacam por não necessitarem do segundo ato cirúrgico, fato esse que pode ocasionar lesões no tecido estabelecido além do incomodo que o segundo ato cirúrgico em si proporciona ao paciente. Entretanto, não existe no mercado uma membrana considerada adequada. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma membrana a partir de materiais híbridos ureasil-poliéter para regeneração óssea guiada, capaz de isolar o enxerto ósseo e simultaneamente liberar de forma controlada fármacos ou proteínas, resultando assim em uma membrana capaz de melhorar a resposta fisiológica do tecido ósseo diminuindo o tempo de neoformação óssea. Os materiais utilizados foram sintetizados a partir do método sol-gel utilizando os polímeros Poli Oxido de Etileno (POE) e Poli Oxido de Propileno (POP) de diferentes massas moleculares (400, 1900, 2000 g mol-1). O fármaco utilizado como modelo foi o Acetato de Dexametasona. Os resultados de intumescimento na presença de saliva artificial revelaram que com o aumento na proporção de ureasil-POP2000 e ureasil-POE1900 na mistura ocorre um aumento no ganho de massa, contudo esse aumento é mais expressivo para as misturas com ureasil-POE1900. A evolução das curvas de SAXS durante os experimentos de liberação com saliva artificial revela que a mistura formada por ureasil-POP400/POE1900 leva ao deslocamento do pico de correlação para baixos valores de q e ao aumento na intensidade do pico, por outro lado devido à razão hidrofóbica na mistura ureasil-POP400/POP2000 esse deslocamento para baixos valores de q é invariável. O teste de liberação revelou que é possível controlar a velocidade de liberação do fármaco a partir da variação das misturas ureasil-POP400/POP2000 e ureasil-POP400/POE1900. Resultados da análise... / Abstract: Among the membranes used for guided bone regeneration the resorbable membranes stand out for do not need the second surgery, a fact that can cause tissue damage beyond uncomfortable that the second surgery itself provides the patient.However, there is no on the market a membrane considered appropriate. The objective of this study was to develop a membrane from hybrid materials ureasil polyether for guided bone regeneration, able to isolate the bone graft and simultaneously drug release controlled or protein, resulting in a membrane capable of improving the physiological response of the tissue bone decreasing the bone formation. The materials used were synthesized from solgel method using polymers poly ethylene oxide (POE) and poly propylene oxide (POP) of different molecular weights (400, 1900, 2000 g mol-1).The drug used as model was dexamethasone acetate. The results of swelling in the presence of artificial saliva showed that with the increase in the proportion of ureasilPOP2000 and ureasil POE1900 in the mixture occurred an increasing mass, but this increase is more significant for mixture with the ureasil-POE1900.The evolution of SAXS curves during the release experiment with artificial saliva reveals that the mixture formed by ureasil-POP400/POE1900 leads to displacement of the correlation peak for low values of q and the increase in the intensity of the peak but the reason hydrophobic in the mix ureasilPOP400/POP2000 this displacement for low values of q is invariable. The release test showed that it is possible to control the release rate of the drug from the variation of the mixtures and ureasil-POP400/POP2000 ureasilPOP400/POE1900. Results of the microtomography showed that bone defects containing the ureasil-polyether membranes tested showed bone growth statistically similar to bone defects containing commercial collagen membrane (Bio-Gide, Geistlich Pharma). / Mestre

Neste trabalho são relatados os resultados do emprego de nitrosilo complexos de rutênio para a preparação de materiais otencialmente liberadores de óxido nítrico. A partir deste objetivo inicial, três diferentes estratégias foram investigadas, a saber: i) preparação de um nitrosilo complexo de rutênio com o ligante 1,4,8,11-tetraazaciclotetradecano (cyclam) mono-N-substituído com um grupamento carboxipropil; ii) imobilização de uma tetraamina de rutênio com o ligante nitrosilo na superfície da sílica-gel modificada com grupamentos isonicotinamida e iii) deposição de filmes finos hibrídos orgânico-inorgânicos contendo o complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2, sobre a superfície do aço 316L (aço cirúrgico), utilizando o processo sol-gel. A primeira estratégia envolveu a síntese do ligante ácido 3-(1,4,8,11- tetraazaciclotetradeca-1-il)propanóico, (1-carboxipropil)cyclam, com modificações do método previamente descrito na literatura. O ligante foi purificado através de uma nova metodologia, a qual levou a um expressivo aumento no rendimento. Este ligante, bem como seu cloridrato análogo, foram caracterizados utilizando-se técnicas como ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H e de 13C, espectrometria de massa (ESIMS), espectroscopia no infravermelho (IV) e análise elementar. Para o cloridrato também foi realizada a determinação do pKa da carboxila do substituinte. A partir da reação do ligante 1-(carboxipropil)cyclam com RuNOCl3 foi sintetizado o complexo fac-[Ru(NO)Cl2(k3N4,N8,N11(1-carboxipropil)cyclam)]ClH2O. Para efeitos de comparação também foi sintetizado o análogo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 através da reação com RuNOCl3 e da rota descrita na literatura. O complexo fac- [Ru(NO)Cl2(k3N4,N8,N11(1-carboxipropil)cyclam)]ClH2O teve sua estrutura cristalina e molecular determinada por difração de Raios-X e foi caracterizado através de técnicas como espectrometria de massa por electrospray (ESI-MS) e espectrometria de massa por electrospray com fragmentação por impacto (ESI-MS/MS), RMN de 1H e de 13C, análise elementar, espectroscopia no IV e no ultravioleta e visível (UV-Vis). O referido complexo teve seu comportamento eletroquímico investigado. Foram estimados os valores de pKa e a labilidade dos ligantes cloreto foi investigada. Por fim foram realizados estudos preliminares de citotoxicidade deste complexo em células tumorais da linhagem B16-F10. No tocante à segunda estratégia, inicialmente foi preparada uma sílica-gel contendo grupos isonicotinamida em sua superfície, a 3-isonicotinamidapropil sílica (ISNPS). Este suporte foi preparado a partir da reação entre a 3-aminopropil sílica e o ácido isonicotínico na presença de ,3-diclohexilcarbodiimida (DCCI) em refluxo de dimetilformamida a qual levou a formação de uma ligação amida entre o grupamento amina da sílica e o ácido carboxílico da base nitrogenada. A sílica modificada foi caracterizada por análise elementar e espectroscopia no IV e teve sua área superficial específica determinada. A ISNPS foi utilizada para imobilizar a unidade [Ru(NH3)4(SO3)] através da reação com trans-[Ru(NH4)(SO2)Cl]Cl levando à obtenção do complexo imobilizado [ºSi(CH2)3(isn)Ru(NH3)4(SO3)]. A partir deste complexo foram preparados os análogos [ºSi(CH2)3(isn)Ru(NH3)4(L)]3+/2+ (L = SO2, SO4 2-, OH2 e NO), os quais foram caracterizados através de espectroscopia no IV e no UV-Vis bem com por voltametria cíclica. A síntese do nitrosilo complexo imobilizado foi realizada pela reação do aquo complexo imobilizado [ºSi(CH2)3(isn)Ru(NH3)4(H2O)]2+ pela reação com nitrito tanto em meio ácido como em tampão fosfato (pH = 7,4). Os resultados semelhantes obtidos por ambos os métodos indicam que o aquo complexo é capaz de converter o ion nitrito em NO coordenado. O nitrosilo complexo imobilizado [ºSi(CH2)3(isn)Ru(NH3)4(NO)]3+ foi investigado com relação à liberação de óxido nítrico (NO), mostrando-se capaz de liberar NO tanto por irradiação com luz quanto por redução química, gerando, respectivamente, os aquo complexos de rutênio (III) e (II). O nitrosilo complexo de rutênio imobilizado pode ser regenerado a partir destes materiais através da reação com solução de nitrito em pH 7,4. Até 3 ciclos de redução e regeneração do nitrosilo complexo imobilizado foram realizados. Observou-se que a tetraamina de rutênio é estável em relação à lixiviação e é capaz de manter a capacidade de liberar NO durante os ciclos de redução e regeneração. Por fim, a terceira estratégia envolveu inicialmente o desenvolvimento de um tratamento para a superfície do aço cirúrgico 316L. A eficiência de cada tratamento foi avaliada através de microscopia ótica e de medidas de ângulo de contato estático e dinâmico. O tratamento com melhor resultado levou à obtenção de uma superfície hidrofílica e homogênea tanto física como quimicamente, conforme observado através dos resultados de medidas de ângulo de contato estático e dinâmico e por microscopia de força atômica (AFM). Cinco diferentes filmes de silanos híbridos orgânicoinorgânicos foram depositados sobre a superfície do aço, utilizando-se o processo solgel e a técnica de spin coating. Como siloxanos foram utilizados o tetraetoxisilano (TEOS), o 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (Glymo) e o poli(dimetil)siloxano (PDMS) em misturas binárias. Os filmes obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia de reflectância especular no IV, ressonância magnética nuclear no estado sólido com rotação no ângulo mágico (RMN MAS) de 29Si e de 13C. As espessuras foram determinadas através de reflectância especular e as energias superficiais dos filmes foram determinadas através da técnica de ângulo de contato. Propriedades como adesão mecânica e estabilidade em solução dos filmes também foram avaliadas. A adesão mecânica foi investigada através de testes do tipo peel segundo normas ASTM, sendo que, dos cinco filmes avaliados, apenas um apresentou uma adesão pobre, sendo a adesão dos demais adequada. A estabilidade dos filmes em solução foi avaliada por testes de imersão estática nas temperaturas de 25 ± 1 oC e 37 ± 1 oC em tampão fosfato salino (PBS). Para a avaliação da estabilidade, a quantidade de silício liberada foi analizada por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). A partir dos resultados obtidos na caracterização dos filmes e dos testes de adesão e estabilidade química foram escolhidas duas condições para a imoblização do complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 a qual foi realizada pela incorporação do complexo no sol e posterior deposição do gel contendo o complexo sobre a superfície do aço cirúrgico por spin-coating. Os filmes assim preparados foram caracterizados por MEV, AFM, espectrocopia de reflectancia especular no IV. A espessura dos filmes foi determinada através de reflectancia especular e a energia superficial dos filmes foi obtida através de medidas de ângulo de contato. / In this work we report the results on three different strategies aiming the preparation of materials that might be used as potential nitric oxide releasing materials. In order to achieve this goal, the following approaches were conducted: i) the synthesis and characterization of a new ruthenium nitrosyl complex with cyclam ligand mono- N-substituted with a carboxypropyl pendant group; ii) the immobilization of a ruthenium tetraamine nitrosyl complex on the modified silica gel surface and iii) deposition on the surface of surgical stainless steel of hybrid organic-inorganic thin films containing the trans-[RuCl(NO)(cyclam)](PF6)2 (cyclam = 1,4,8,11- tetraazacyclotetradecane) complex prepared by the sol-gel process. Regarding the first approach, the 3-(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecan-1- yl)propionic acid ligand, 1-(carboxypropyl)cyclam, was synthesized according to a reported method with slight modifications and purified by a new method which resulted in a significant yield improvement. The 1-(carboxypropyl) ligand, as well as its tetrahydrochloride analog, was characterized by means of 1H and 13C nuclear magnetic resonance (NMR), electrospray mass spectrometry (ESI-MS), vibrational (IR) spectroscopy and elemental analysis. For the 1-(carboxypropyl)cyclam tetrahydrochloride, pKa of carboxypropyl group was determined. The complex fac- [Ru(NO)Cl2(k3N4,N8,N11(1-carboxypropyl)cyclam)]ClH2O was prepared in an one pot reaction by mixing equimolar amounts of RuNOCl3 and (1-carboxypropyl)cyclam. For comparative purposes, the analogous complex trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 was synthesized using RuNOCl3 as starting material, and, also, by a published procedure. The complex fac-[Ru(NO)Cl2(k3N4,N8,N11(1- carboxipropil)cyclam)]ClH2O was characterized by X-ray crystallography, electrospray ionization tandem mass spectrometry (ESI-MS/MS), elemental analysis, 1H and 13C NMR, ultraviolet and visible (UV-Vis) and IR spectroscopies. The electrochemical behavior and chloride inertness of the fac complex were investigated and pKa values were estimated. A preliminary investigation of the citotoxicity of this complex on B16-F10 tumor cells was performed.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-09-19T17:06:54Z No. of bitstreams: 1 JosimarAraujo.pdf: 950712 bytes, checksum: 6ec752a1c9c3751ffeba0d040eb09762 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T17:06:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JosimarAraujo.pdf: 950712 bytes, checksum: 6ec752a1c9c3751ffeba0d040eb09762 (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The present work describes a study of the construction of an electrochemical sensor involving sol-gel process and molecular imprinting for detection of triclosan. The sol-gel process is a process in which a network is formed from a solution, by progressively changing a liquid precursor, from a sol to a gel and, in most cases, finally to a dry network. In turn, molecular imprinting is a method of induced formation of some predetermined selectivity recognition element for some template molecule. Thus, for the determination of the template molecule triclosan, 5-chloro-2-(2,4-dichlorophenoxy)-phenol, the following steps were performed: 1) verification of a glassy carbon electrode modified with chitosan and multi-walled carbon nanotubes, and molecularly imprinted siloxanes, would be suitable for the voltammetric detection of triclosan; 2) to observe if a network would be formed with the sol-gel process and to evaluate the mechanical stability of the electrochemical sensor constructed; 3) to evaluate the modified electrode as an electrochemical sensor with selectivity, specificity and detection limit for the determination of triclosan in aqueous solutions; 4) to verify the applicability of the proposed sensor by detecting of triclosan oxidation in real samples. The results showed that glassy carbon electrode modified with chitosan, multi-walled carbon nanotubes and molecularly imprinted siloxanes, constructed by sol-gel and molecular imprinting processes, presented mechanical stability, sensitivity, selectivity, specificity and applicability as an electrochemical sensor for the detection of triclosan in commercial samples of physical moisturizer and of toothpaste. / O presente trabalho descreve um estudo da construção de um sensor eletroquímico envolvendo processo sol-gel e impressão molecular para detecção de triclosan. O processo sol-gel é um procedimento no qual uma rede é formada a partir de uma solução. Esta formação é por meio de uma mudança progressiva deste líquido inicial, de um sol para um gel e, na maioria dos casos, finalmente para uma rede seca. Por sua vez, a impressão molecular é um método de formação induzida de elementos de reconhecimento com seletividade predeterminada para alguma molécula molde. Assim, para a determinação da molécula molde triclosan, 5-cloro-2- (2,4-diclorofenoxi)-fenol, as seguintes etapas foram executadas: 1) verificar se um eletrodo de carbono vítreo modificado com quitosana, nanotubos de carbono de paredes múltiplas e siloxanos molecularmente impressos seria adequado para a detecção voltamétrica do triclosan; 2) averiguar a formação de uma rede com o processo sol-gel e avaliar a estabilidade mecânica do sensor eletroquímico construído; 3) avaliar a sensibilidade do eletrodo modificado como um sensor eletroquímico com seletividade, especificidade e limite de detecção para a determinação de triclosan em soluções aquosas; e 4) comprovar a aplicabilidade do sensor proposto mediante a detecção de sinal de oxidação de triclosan em amostras reais. Os resultados mostraram que eletrodos de carbono vítreo modificados com quitosana, nanotubos de carbono de paredes múltiplas e siloxanos molecularmente impressos, construídos por processo sol-gel e impressão molecular, apresentaram estabilidade mecânica, sensibilidade, seletividade, especificidade e aplicabilidade como um sensor eletroquímico para a detecção de triclosan em amostras comerciais de hidratante corporal e de creme dental.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Programa de Pós-graduação em Ciências e Tecnologias em Saúde, 2015. / A associação de polímeros na criação de novos sistemas de liberação modificada é um meio crescente entre os desenvolvimentos de tecnologias em saúde. Os polímeros híbridos formados por siloxano-poliéter estão entre os mais usados e estudados recentemente. O interesse está associado a capacidade de formação de filme sobre a pele com elevada bioadesão, a possibilidade de incorporação de compostos ativos a fim de controlar sua taxa de liberação. O filme pode assumir funções bacteriostáticas, antipruriginosa, antálgica e propriedades curativas, dependendo do composto ativo utilizado na formulação. O estudo proposto neste trabalho envolve a obtenção de um nanocompósito preparado através da mistura de um polímero híbrido orgânico-inorgânico do tipo siloxano poliéter (SP), com 5 tipos de hidrogéis (Bis-Acrilamida, Hidroxipropilmetilcelulose, Poli Ácido Acrílico, Poli Acrilamida - co - Ácido Acrílico e Polivinilpirrolidona) em seis proporções distintas 25%, 15%, 5% 2,5%, 1,5% e 5% em relação a massa total do nanocompósito. Para cada nanocompósito preparado foi incorporado 1% em massa do anti-inflamatório não esteroidal Piroxicam. A estrutura molecular das amostras foi estudada por meio de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), analisando o ativo incorporado nas matrizes nanocompósitas. Através da técnica de difração de raios X (DRX) obteve o perfil cristalino dos nanocompósitos determinando para uma das amostras do trabalho um limite de solubilidade do Piroxicam. A análise nanoestrutural foi realizada por Espalhamento de Raios X a baixo ângulo (SAXS), avaliando o perfil da cinética de agregação dos agregados de siloxano em três diferentes amostras estudadas. Os ensaios de liberação foram realizados para elucidar os mecanismos de transporte do ativo através dos nanocompósitos formulados, onde observou uma taxa de liberação modulada para cada tipo de hidrogel e suas respectivas proporções. Assim como apresentou uma faixa de liberação entre 1,88 à 8,46 %. A partir do ensaio de permeação in situ observou que a forma do nanocompósito altera o resultado final. De acordo com ensaio toxicológico determinou-se a influência do pH das amostras ao meio de cultura. Todos os resultados apresentados neste trabalho contribuem para aos estudos de novos sistemas de liberação de ativo. / The polymer association in creating new modified release systems is a growing middle between the development of health technologies. The hybrid polymers formed by siloxane-polyether are among the most used and studied recently. The interest is associated with the film-forming capacity on the skin with high bioadhesion, the possibility of incorporation of active compounds in order to control its release rate. The film may take bacteriostatic functions, antipruritic, analgesic and healing properties, depending on the active compound used in the formulation. The studies proposed in this work involves obtaining a nanocomposite prepared by mixing a polymer hybrid organic-inorganic siloxane-polyether (SP) with 5 types of hydrogels (bis-acrylamide, hydroxypropylmethylcellulose, poly acrylic acid, poly acrylamide - co - Acrylic acid and polyvinylpyrrolidone) in six proportions 25%, 15%, 5% 2.5%, 1.5% and 5% (w/w) relative to the total weight of the nanocomposite. For each nanocomposite prepared was incorporated 1% by weight of non-steroidal anti-inflammatory Piroxicam. The molecular structure of the samples was studied by spectroscopy in the infrared (FTIR), analyzing the active incorporated in nanocomposite arrays. By X-ray diffraction method (XRD) profile of the obtained crystalline nanocomposites determining for a sample from a work solubility of Piroxicam. The nanostructural analysis was performed by scattering X-ray small angle (SAXS), evaluating the profile of aggregation of siloxane aggregates kinetics in three different samples. The release assays were performed to elucidate the active transport mechanisms through formulated nanocomposites, where he observed a modulated release rate for each type of hydrogel and their respective proportions. As presented a range of between 1.88 to 8.46 percent release. From the permeation test in situ noted that the form of the nanocomposite change the final result. According to toxicological testing we determined the influence of pH in the culture medium. All data will contribute to the studies of new active release systems.

abstract: New sol-gel routes based on peroxo complexes of early transition metals in a highly acidic medium were developed, to prepare metal oxide phosphates that feature structural protons. A sol-gel synthetic route was chosen because it allows atomic level mixing of precursors and lower heating temperatures, which are preferable in exploring metastable phases. Titanium and molybdenum sol-gel chemistries were the focus of the initial studies and the synthesis of Ti1-xMoxP2O7 (x = 0 – 0.5) and Mo1-yTiyP2O8-y (y = 0 – 0.4) type metal oxide phosphates were explored. For the synthesis of the metal oxide phosphates, hydrogen peroxide was employed to prepare the respective precursor solutions. The peroxide ligand suppressed the immediate precipitation of metal cations in aqueous medium, by coordinating to Ti4+ and Mo6+ ions, and produced a soft wet-gel following polycondensation. Phosphoric acid was used to acidify the reaction medium and to provide protons and phosphate ions as structural components. From this synthetic route, a series of Ti1-xMoxP2O7 (x = 0 – 0.5) and Mo1-yTiyP2O8-y (y = 0 – 0.4) crystalline compounds, with various degrees of purity, were synthesized. For x = 0 and y = 0, the crystalline compounds TiP2O7 and MoP2O8 were produced, respectively, after calcining at 600 °C. In pursuit of new metastable molybdenum oxide phosphate compounds, peroxo-molybdenum precursor mixtures with different molar ratios were treated gently by low-temperature heating. After controlled drying in a lab oven, MoO2(H2O)(HPO4) crystals were obtained as a highly crystalline pure product instead of a gel. The dissolution of MoO2(H2O)(HPO4) in water and precipitation with a CsCl solution produced a new crystalline compound with a cubic unit cell (a = 11.8(2) Å). Further studies will lead to crystal structure determination and elucidation of the aqueous chemistry of MoO2(H2O)(HPO4). / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Chemistry 2018

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Environmental pollution on a global scale is expected to be the greatest problem that chemical scientists will face in the 21st century, and an increasing number of these scientists are looking to new photocatalytic systems for the solution. Existing photocatalytic systems are effective for the decomposition of many unwanted organics through the use of efficient semiconductor photocatalysts activated by ultra-violet (UV) irradiation. The demand for visible light activated photocatalytic systems is increasing rapidly. Currently, however, the efficiency and availability of photocatalysts which can be activated effectively by the solar spectrum and especially indoor lighting is severely limited. The purpose of this project is to investigate the potential of a TiO2-ZnFe2O4 alloyed nanocomposite for use as a visible light activated photocatalyst. An overview of the principles of photocatalysis is first provided. Relevant properties of pure and modified TiO2 are next discussed, and results of studies on structural and photocatalytic properties are presented. Alloyed TiO2-ZnFe2O4 nanocomposites are discussed in detail and their crystal structure, particle size, particle interaction, optical characteristics, and photoactivity are discussed in detail. Measurements characterizing the alloys are carried out using XRD, SEM, EDS, UV-Vis spectroscopy, and photodegradation procedures. The photoactivity of the alloys is carefully studied through phenol degradation experiments, and recommendations are provided to improve the photocatalysts under investigation.

Dans le cadre du développement de boîtiers à cavités pour composants électroniques, les polymères à cristaux liquides (LCP) offrent des propriétés intéressantes capables de rivaliser avec les matériaux en céramique : une faible perméabilité aux gaz, une résistance à haute température, une stabilité thermique et une faible constante diélectrique (3,1 à 1 MHz et 2,8 à 10 GHz). Cette nouvelle génération de thermoplastiques permettra de concurrencer les boîtiers métalliques et céramiques à cavité plus coûteux et de s’ouvrir à de nouvelles applications comme l’imagerie médicale par exemple.Dans ce contexte, nous proposons une technique de fonctionnalisation de nanoparticules minérales (via procédé Sol-Gel) et leur incorporation à la matrice polymère afin de modifier ces propriétés mécaniques (Module de Young et CTE) et son anisotropie. La fiabilité de boîtiers est évaluée à l’aide de simulations thermomécaniques. Le but est d’établir un lien entre les propriétés mécaniques des composites à base de LCP et la durée de vie des boîtiers électroniques. Le développement de capots optiques pour ces boîtiers est aussi étudié afin d’obtenir une filtration dans la proche infrarouge pour des applications dans le secteur de la téléphonie mobile. / As part of the development of cavities packages for electronic components, Liquid Crystal Polymers (LCP) offer interesting properties and compete with ceramic materials: low gas permeability, high temperature resistance, thermal stability and low dielectric constant (3.1 to 2.8 for 1 MHz and 10 GHz). This new generation of thermoplastic will compete with classic packages more expensive and open to new applications such as medical imaging for example.In this context, we propose an original approach of mineral nanoparticles functionalization (via sol-gel process) and their incorporation into the polymer matrix to modify the mechanical properties (Young's modulus and CTE) and the anisotropy. Packaging reliability is assessed using thermomechanical simulations. The goal is to establish a link between the mechanical properties of composites based on LCP and the characteristic lifetime of the package. The development of optical covers for these packages is also study to obtain a filter in the near infrared for applications in the mobile phone sector.

Les polymères fluorés sont des macromolécules intéressantes qui, en raison de leurs propriétés uniques, sont souvent utilisées dans des applications spéciales dans les industries du bâtiment, de l'aérospatiale, du génie chimique, du traitement des textiles, optiques et de la microélectronique. Cette thèse se concentre sur le développement de polymères fluorés fonctionnels à base de phosphore et de silane par la co/terpolymérisation radicalaire conventionnelle de monomères fonctionnels avec le fluorure de vinylidène (VDF). Ces monomères fonctionnels ont été préparés à partir de la modification de l'acide 2- (trifluorométhyl) acrylique (MAF) pour préparer des MAF-ester avec le groupement fonctionnel souhaité. Tout d'abord, une étude fondamentale concernant la cinétique de polymérisation du VDF avec MAF-TBE a montré que ces paires de monomères ont une tendance à se propager de manière croisée, ce qui donne des copolymères alternés. On a ensuite préparé du MAF avec une fonction phosphonate (MAF-DMP) et sa copolymérisation avec du VDF a permis d'obtenir du PVDF à fonctionnalité phosphonate qui, après l'hydrolyse consécutive du groupe phosphonate en acide phosphonique, avait des propriétés anticorrosion sur l'acier. De façon similaire, un monomère de MAF porteur une fonction carbonate cyclique (MAF-cyCB) a également été copolymérisé avec du VDF. Les groupes carbonate cycliques dans le copolymère de PVDF obtenu ont ensuite été ouverts par 1'aminopropyltriéthoxysilane pour introduire un groupe silane, qui, par son hydrolyse, a permis au copolymère d'adhérer fortement sur les substrats. Enfin, un terpolymère à base de PVDF fonctionnel porteur à la fois un groupe phosphonate et un groupe triéthoxysilane a été préparé. Le groupe silane a ensuite été hydrolyse et réticulé pour obtenir un réseau 3D de polymères. Enfin, l'hydrolyse du groupe phosphonate en acide phosphonique a conduit à une matière pouvant être utilisée dans l'extraction des ions Eu (III) de l'eau. / Fluorinated polymers are intresting macromolecules which due to their unique properties are often used in special applications in building industries, aerospace, chemical engineering, optics, textile treatment and microelectronics. This thesis focusses on the development of phosphorous and silane functional fluorinated polymers through the conventional radical co/terpolymerization of functional monomers with vinylidene difluoride (VDF). These functional monomers were prepared from the modification of 2-(Trifluoromethyl)acrylic acid (MAF) to prepare MAF-esters with the desired functional group. First a fundamental study regarding the kinetics of polymerization of VDF with MAF-TBE revealed that these monomer pair tends to cross propagate resulting in an alternating copolymer. Phosphonate functional MAF (MAF-DMP) was then prepared and its copolymerization with VDF led to phophonate functional PVDF, that after the consequent hydrolysis of the phosphonate group into phosphonic acid showed anticorrosion properties to steel. Following the same concept, a cyclic carbonate functional MAF monomer (MAF-cyCB) was also copolymerized with VDF. The cyclic carbonate groups in the obtained PVDF copolymer was then opened by aminopropyltriethoxysilane to introduce a silane group, that by its hydrolysis allowed the copolymer to adhere strongly onto substrates. Finally, a terpolymer based on PVDF functional with both a phosphonate and a triethoxysilane group is prepared. The silane group was then hydrolyzed and crosslinked to obtain a 3D network of polymers. Finally, the hydrolysis of the phosphonate group into phosphonic acid led to material that can be employed in Eu(III) ion extraction from water.

TiO2 photocatalysis is been widely studied for air and water purification applications; titanium dioxide is the most used semiconductor principally because its low cost, stability and chemical properties. However it only utilizes the UV portion of the solar spectrum as an energy source (less than 4% of the total sunlight energy). This behavior is due to its high band gap value of 3.2 eV. The modification of light harvesting properties of TiO2 by doping has become an important research topic to achieve an efficient operating range under UV and visible light. In addition, the structure and surface properties of photocatalysts play an important role. This thesis explores the effects of Zn doped TiO2, prepared by the sol-gel method, on its photocatalytic activity to decompose organics and the characterization of the doped samples. Since this study is part of a collaborative initiative, the samples were synthesized and provided by Dr. A. R. Phani from the Department of Physics, University of L'Aquila. Preliminary examination revealed a relatively low photocatalytic efficiency of the samples. The objective is to modify/improve its properties by high energy ball milling which is expected to generate accumulations of defects, particle size reduction and an increase in the active surface area. The characterization of doped and mechanochemically treated materials will be analyzed by optical diffuse reflectance measurements and optical absorption calculations using the Kubelka-Munk approach. The phase structure and particle size of the materials will be determined using X-ray diffraction (XRD). The BET surface area of the samples will be obtained using an Autosorb instrument. The photocatalytic properties will be studied by the analysis of decomposition of Methyl Orange in an aqueous solution. An aqueous photocatalytic tubular reactor with capability of operation using UV and/or fluorescent light will be designed and built.