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Previous issue date: 2010-08-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, we study nanostructures through first principles calculations based on the
Density Functional Theory to use as gas sensors. At first, the proposal is based on the study of
carbon nanotubes filled with iron oxides, particularly hematite and magnetite, for interaction
with O2, N2 and CO2. Based on the analysis of electronic properties of semiconductors tubes
with different diameters SWNT (8,0), (10,0) e (13,0) is verified that gases cause changes
in al cases, making them as potential candidates to detect gases on the environment. In
addition to these carbon-based nanostructures to serve as nanosensores, a second proposal was
raised: the use of biomolecules as gas sensor. We chose the chlorophyll a and pheophytin a (a
derivative without a magnesium atom in its structure) as an economically favorable
alternative due to its low cost and easy to obtain. In fact, these pigments proved to be good
sensor devices because the modest binding energy (-0.20 eV to -0.13 eV chlorophyll a to
pheophytin a) that indicate a physical interaction with the gases O2, N2 and CO2. So it s
possible to say that we can use both of systems carbon nanotubos filled iron oxides and
chlorophyll a and its derivative as filters or gas sensors since the removal of gases from
these nanostructures can occur easily making them reusable. / Nesta dissertação, estudaram-se nanoestruturas para sensoriamento de gases por meio de
cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade.
Primeiramente, a proposta se baseia no estudo de nanotubos de carbono preenchidos com
óxidos de ferro, em particular a hematita e a magnetita, para interação com O2, N2 e CO2. Em
todos os sistemas estudados utilizaram-se tubos semicondutores de diferentes diâmetros.
Através da análise de propriedades eletrônicas, verificou-se que os gases ocasionam
alterações nos nanotubos de carbono, tornado-os potenciais candidatos para detecção de gases
no meio ambiente. Além dessas nanoestruturas baseadas em carbono para servir como
nanosensores, uma segunda proposta foi levantada: a utilização de biomoléculas. Optou-se,
então, pelo uso de porfirinas, em especial pela clorofila a e a feofitina a, como uma alternativa
economicamente favorável devido ao seu baixo custo e fácil obtenção. De fato, esses
pigmentos apresentaram-se como bons dispositivos sensores em razão das energias de ligação
(-0,20 eV para a clorofila a e -0,13 eV para a feofitina a) que indicam uma interação física
com os gases O2, N2 e CO2. Portanto, os resultados obtidos sugerem que essas nanoestruturas
nanotubos de carbono preenchidos com óxidos de ferro e a clorofila a e seu derivado
podem ser utilizadas como nanosensores efetivos de gases uma vez que a detecção dessas
moléculas pode ser facilmente efetuada sem prejudicar a reutilização desses sistemas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.universidadefranciscana.edu.br:UFN-BDTD/307 |
| Date | 27 August 2010 |
| Creators | Bevilaqua, Rochele Cristine Aymay |
| Contributors | Fagan, Solange Binotto |
| Publisher | Universidade Franciscana, Mestrado Acadêmico em Nanociências, UFN, BR, Biociências e Nanomateriais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional Universidade Franciscana, instname:Universidade Franciscana, instacron:UFN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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