981 resultados para BIOMOLECULE-ASSISTED SYNTHESIS
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We describe the small-biomolecule ( glycyl glycine)-directed synthesis of single-crystalline silver nanoplates, and different experimental conditions have been explored for a more thorough understanding of the growth mechanism. The yield of silver nanoplates relative to the total number of nanoparticles formed was as high as similar to 80%. It was found that the ratio of glycyl glycine to AgNO3 was the key to forming Ag nanoplates.
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Uniform platinum nanodendrites have been prepared at a water/oil interface by a facile catalyst-free method at room temperature. This is carried out by introducing NaBH4 into the platinum precursor solution in the presence of the second generation of carboxyl-cored dendrimer ([G-2]-CO2H dendrimer) and toluene to act as a protective agent and a linker, respectively. The average fractal dimension of 1.61 of the obtained platinum nanodendrites is calculated by analysing the transmission electron micrographs using the programs Fractal Dimension Version 1.1 and Fractal Dimension Calculator. Control experiments show that the fabrication of platinum nanodendrites can be operated with a wide parameter window, which undoubtedly raises the degree of control of the synthesis process. The potential application of such a nanostructure as a catalyst is investigated, and the results reveal that they show highly efficient catalytic properties for the typical redox reaction between hexacyanoferrate (III) and thiosulfate ions at 301 K.
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Assisted by mechanical alloying and high-pressure technique, a new W3Mg intermetallic was formed. W3Mg amorphous mixture was obtained by mechanically alloying the pure metal powder mixtures at designated composition for 20 h. A new compound was found after the Subsequent high pressure and high temperature treatment. W3Mg intermetallic was identified as a tetragonal structure and the lattice parameter was a = 0.7880 nm, c = 0.7070 nm. The synthesis mechanism is also discussed in this paper.
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Assisted by a mechanical alloying and high-pressure technique, a new W4Mg intermetallic was formed. W4Mg amorphous mixture was obtained by mechanically alloying the pure metal powder mixtures at designated composition for 20 h. A new compound was found after the subsequent high-pressure and high-temperature treatment. W4Mg intermetallic was identified as a cubic structure and the lattice parameter was a=0.4150 nm. The synthesis mechanism is also discussed in this paper.
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A novel synthetic route to cyclic PEEK precursors is described. These new cyclic oligomers have been prepared from hydroquinone and N-phenyl(4,4'-difluorodiphenyl) ketimine. Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) analysis unambiguously confirmed the cyclic nature.
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Some novel macrocyclic (arylene ether sulfone) containing cardo groups and (arylene ether ketone sulfone) oligomers have been synthesized in high yields by a nucleophilic aromatic substitution reaction of 4,4'-difluorophenylsulfone with bisphenols in the presence of anhydrous potassium carbonate under a pseudo-high-dilution condition. Detailed structural characterization of these oligomers by matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight-mass spectrometry (MALDI-TOF-MS), fast atom bombardment mass spectrometry (f.a.b.-m.s.), nuclear magnetic resonance spectrometry (n.m.r.) and single-crystal X-ray structure analysis confirms their cyclic nature, and the composition of the oligomeric mixtures is provided by g.p.c. analysis. Ring polymerization of cyclic oligomers 3a to a high molecular weight polymer with M-w of 59.1 k was achieved by heating at 290 degrees C for 40 min in the presence of a nucleophilic initiator. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
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Some novel macrocylic(arylene ether ketone)oligomers were synthesized in high yields by a nucleophilic aromatic substitution reaction of 4,4'-dinitrobenzophenone with bisphenols in the presence of anhydrous potassium carbonate under pseudo-high-dilution conditions. Detailed structural characterization of these oligomers by matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight-mass spectrometry (MALDI-TOF-MS), H-1 NMR and FT-IR confirmed their cyclic nature and the compositions of the oligomeric mixtures was indicated by GPC analysis. Ring-opening polymerization of cyclic oligomers 3a to a high molecular weight polymer with M-w of 52.3 and M-n of 17.2 k was achieved by heating at 280 degrees C for 40 min in the presence of a nucleophilic initiator.
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Excellent laboratory procedure for a small focused library of dihydropyrimidinones. Good example of a multicomponent reaction performed using microwave irradiation.
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Semiconductor nanowires, particularly group 14 semiconductor nanowires, have been the subject of intensive research in the recent past. They have been demonstrated to provide an effective, versatile route towards the continued miniaturisation and improvement of microelectronics. This thesis aims to highlight some novel ways of fabricating and controlling various aspects of the growth of Si and Ge nanowires. Chapter 1 highlights the primary technique used for the growth of nanowires in this study, namely, supercritical fluid (SCF) growth reactions. The advantages (and disadvantages) of this technique for the growth of Si and Ge nanowires are highlighted, citing numerous examples from the past ten years. The many variables involved in this technique are discussed along with the resultant characteristics of nanowires produced (diameter, doping, orientation etc.). Chapter 2 outlines the experimental methodologies used in this thesis. The analytical techniques used for the structural characterisation of nanowires produced are also described as well as the techniques used for the chemical analysis of various surface terminations. Chapter 3 describes the controlled self-seeded growth of highly crystalline Ge nanowires, in the absence of conventional metal seed catalysts, using a variety of oligosilylgermane precursors and mixtures of germane and silane compounds. A model is presented which describes the main stages of self-seeded Ge nanowire growth (nucleation, coalescence and Ostwald ripening) from the oligosilylgermane precursors and in conjunction with TEM analysis, a mechanism of growth is proposed. Chapter 4 introduces the metal assisted etching (MAE) of Si substrates to produce Si nanowires. A single step metal-assisted etch (MAE) process, utilising metal ion-containing HF solutions in the absence of an external oxidant, was developed to generate heterostructured Si nanowires with controllable porous (isotropically etched) and non-porous (anisotropically etched) segments. In Chapter 5 the bottom-up growth of Ge nanowires, similar to that described in Chapter 3, and the top down etching of Si, described in Chapter 4, are combined. The introduction of a MAE processing step in order to “sink” the Ag seeds into the growth substrate, prior to nanowire growth, is shown to dramatically decrease the mean nanowire diameters and to narrow the diameter distributions. Finally, in Chapter 6, the biotin – streptavidin interaction was explored for the purposes of developing a novel Si junctionless nanowire transistor (JNT) sensor.
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Uniform submicron La2NiO4+δ (sm-LNO) powders have been synthesized by a facile polyvinylpyrrolidone (PVP)-assisted hydrothermal route. In the presence of PVP, sm-LNO of pure phase has been obtained by calcination at the relatively low temperature of 900 °C for 8 h. Compared micron-sized LNO (m-LNO) particles obtained at 1,000 °C by hydrothermal synthesis route without PVP assisted, the sm-LNO-PVP displays regularly shaped and well-distributed particles in the range of 0.3–0.5 μm. The scanning electron microscopy (SEM) results showed that the sm-LNO sample is submicronic and that the m-LNO sample shows agglomerates with a broad size distribution. The electrochemical performance of m-LNO and sm-LNO-PVP has been investigated by electrochemical impedance spectroscopy. The polarization resistance of the sm-LNO-PVP cathode reaches a value of 0.40 Ω cm2 at 750 °C, which is lower than that of m-LNO (0.62 Ω cm2). This result indicates that a fine electrode microstructure with submicron particles can help to increase the active sites, accelerate oxygen diffusion, and reduce polarization resistance. An anode-supported single cell with sm-LNO cathode has been fabricated and tested over a temperature range from 650 to 800 °C. The maximum power density of the cell has achieved 834 mW cm−2 at 750 °C. These results therefore show that this PVP-assisted hydrothermal method is an effective approach to construct submicron-structured cathode and enhance the performance of intermediate temperature solid oxide fuel cell.
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A tactful ionic-liquid (IL)-assisted approach to in situ synthesis of iron fluoride/graphene nanosheet (GNS) hybrid nanostructures is developed. To ensure uniform dispersion and tight anchoring of the iron fluoride on graphene, we employ an IL which serves not only as a green fluoride source for the crystallization of iron fluoride nanoparticles but also as a dispersant of GNSs. Owing to the electron transfer highways created between the nanoparticles and the GNSs, the iron fluoride/GNS hybrid cathodes exhibit a remarkable improvement in both capacity and rate performance (230 mAh g-1 at 0.1 C and 74 mAh g-1 at 40 C). The stable adhesion of iron fluoride nanoparticles on GNSs also introduces a significant improvement in long-term cyclic performance (115 mAh g-1 after 250 cycles even at 10 C). The superior electrochemical performance of these iron fluoride/GNS hybrids as lithium ion battery cathodes is ascribed to the robust structure of the hybrid and the synergies between iron fluoride nanoparticles and graphene. © 2013 American Chemical Society.
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Michaelis–Arbuzov reactions of S-aryl disulfide derivatives of 3′-thiothymidine or 5′-thioadenosine with tris(trimethylsilyl) phosphite proceeded in high yields to the corresponding phosphorothiolate monoesters. Subsequent hydrolytic desilylation and phosphate coupling were effected in one-pot using liquid-assisted grinding in a vibration ball mill. Novel 3′,5′- and 5′,5′-pyrophosphorothiolate-linked dinucleoside cap analogues were thereby prepared.
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Esta tese relata estudos de síntese, caracterização da estrutura e das propriedades de fotoluminescência e aplicações de nanotubos e nanobastonetes de óxidos de lantanídeos em pontas para microscopia de força atómica, catálise heterogénea e compósitos de base polimérica. Há um interesse crescente em compreender como o confinamento quântico decorrente da redução do tamanho de partícula pode influenciar a eficiência da luminescência, a dinâmica dos estados excitados, a transferência de energia e os efeitos de termalização de nanoluminóforos. Em nanocristais dopados com lantanídeos (Ln3+), e apesar da localização dos estados 4f, ocorrem efeitos de confinamento quântico via interacção com os modos vibracionais da rede. Em particular, a termalização anómala, descrita para uma variedade de nanocristais dopados com Ln3+, tem sido atribuída à ausência de modos vibracionais de menor frequência. Este nanoconfinamento pode ter impacto na dinâmica da luminescência, bem como na transferência de energia mediada por modos vibracionais e processos de upconversion. Nesta tese, relata-se o estudo deste efeito em nanotubos de Gd2O3:Eu3+. A influência de parâmetros como a concentração de európio e as condições de calcinação também foi investigada. Algumas aplicações destes óxidos de lantanídeos também foram exploradas, nomeadamente a modificação de pontas usadas em microscopia de força atómica com nanobastonetes de Gd2O3:Eu3+, lograda através de dielectroforese, técnica que não degrada a emissão de luz (rendimento quântico 0.47). As pontas modificadas são estáveis sob condições de trabalho, podendo ser aplicadas, por exemplo, em microscopia óptica de varrimento de campo próximo (SNOM). A oxidação em fase líquida do etilbenzendo foi investigada usando como catalisador nanotubos de CeO2, em presença dos oxidantes hidroperóxido de t-butilo e H2O2, e do solvente acetonitrilo, e temperaturas entre 55 e 105 ºC. Nanobastonetes de Gd2O3:Eu3+ recobertos com sílica foram preparados pelo método sol-gel. Esta cobertura resultou num aumento, quer do rendimento quântico de emissão, de 0.51 para 0.86 (excitação a 255 nm), quer dos tempos de vida,de 1.43 para 1.80 ms (excitação a 394.4 nm). A superfície dos nanotubos cobertos com sílica foi modificada com o agente de acoplamento metacrilato de 3-(trimetoxissilil)propilo que permitiu a preparação de compósitos através da subsequente polimerização in-situ do estireno por técnicas de miniemulsão e solução. ABSTRACT: This thesis reports on the synthesis, characterisation of the structure and photoluminescence properties, and applications of nanotubes and nanorods of lanthanides oxides in atomic force microscopy tips, heterogeneous catalysis and polymer-base composites. There is a growing interest in understanding how size-dependent quantum confinement affects the photoluminescence efficiency, excited-state dynamics, energy-transfer and thermalisation phenomena in nanophosphors. For lanthanide (Ln3+)-doped nanocrystals, and despite the localisation of the 4f states, confinement effects are induced mostly via electron-phonon interactions. In particular, the anomalous thermalisation reported for a handful of Ln3+-doped nanocrystals has been rationalised by the absence of lowfrequency phonon modes. This nanoconfinement may further impact on the Ln3+ luminescence dynamics, such as phonon-assisted energy transfer or upconversion processes. Here, this effect is investigated in Gd2O3:Eu3+ nanotubes. The influence of parameters such as europium concentration and calcination procedure is also studied. Some applications of these lanthanides oxides have been explored, for instance the modification of atomic force microscopy tips with photoluminescent Gd2O3:Eu3+ nanorods, using dielectrophoresis, a technique which preserves the red emission of the nanorods (quantum yield 0.47). The modified tips are stable under working conditions and may find applications in scanning near-field optical microscopy. The liquid-phase oxidation of ethylbenzene over CeO2 nanotubes has been investigated, using tert-butyl-hydroperoxide and H2O2 as the oxidising agents, and acetonitrile as the solvent, in the range 55-105 ºC. Gd2O3:Eu3+ nanorods have been coated with silica via a sol-gel approach. The silica coating increases both, the Eu3+ absolute emission quantum yields from 0.51 to 0.86 (255 nm excitation), and decay times from 1.43 to 1.80 ms (394.4 nm excitation). The silica coating was modified with 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate and, subsequently, composites have been prepared by in-situ radical polymerisation of styrene via miniemulsion and solution routes.
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Graças aos desenvolvimentos na área da síntese de nanomaterais e às potentes técnicas de caracterização à nanoescala conseguimos hoje visualizar uma nanopartícula (NP) como um dispositivo de elevado potencial terapêutico. A melhoria da sua efectividade terapêutica requer no entanto o aprofundamento e sistematização de conhecimentos, ainda muito incipientes, sobre toxicidade, selectividade, efeitos colaterais e sua dependência das próprias características físico-químicas da NP em análise. O presente trabalho, elegendo como alvo de estudo uma substância considerada biocompatível e não tóxica, a hidroxiapatite (Hap), pretende dar um contributo para esta área do conhecimento. Definiram-se como metas orientadoras deste trabalho (i) estudar a síntese de nanoparticulas de Hap (Hap NP), e a modificação das características físico-químicas e morfológicas das mesmas através da manipulação das condições de síntese; (ii) estudar a funcionalização das Hap NP com nanoestruturas de ouro e com ácido fólico, para lhes conferir capacidades acrescidas de imagiologia e terapêuticas, particularmente interessantes em aplicações como o tratamento do cancro (iii) estudar a resposta celular a materiais nanométricos, com propriedades físico-químicas diversificadas. No que se refere à síntese de Hap NP, comparam-se dois métodos de síntese química distintos, a precipitação química a temperatura fisiológica (WCS) e a síntese hidrotérmica (HS), em meios aditivados com ião citrato. A síntese WCS originou partículas de tamanho nanométrico, com uma morfologia de agulha, pouco cristalinas e elevada área superficial especifica. A síntese HS à temperatura de 180ºC permitiu obter partículas de dimensões também nanométricas mas com área específica inferior, com morfologia de bastonete prismático com secção recta hexagonal e elevada cristalinidade. Com o objectivo de aprofundar o papel de algumas variáveis experimentais na definição das características finais das partículas de hidroxiapatite, designadamente o papel do ião citrato (Cit), variou-se a razão molar [Cit/Ca] da solução reagente e o tempo de síntese. Demonstrou-se que o ião citrato e outras espécies químicas resultantes da sua decomposição nas condições térmicas (180ºC) de síntese tem um papel preponderante na velocidade de nucleação e de crescimento dessas mesmas partículas e por conseguinte nas características físico-químicas das mesmas. Elevadas razões [Cit/Ca] originam partículas de dimensão micrométrica cuja morfologia é discutida no contexto do crescimento com agregação. Com o objectivo de avaliar a citotoxicidade in vitro das nanopartículas sintetizadas procedeu-se à esterilização das mesmas. O método de esterilização escolhido foi a autoclavagem a 121º C. Avaliou-se o impacto do processo de esterilização nas características das partículas, verificando-se contrariamente às partículas WCS, que as partículas HS não sofrem alterações significativas de morfologia, o que se coaduna com as condições de síntese das mesmas, que são mais severas do que as de esterilização. As partículas WCS sofrem processos de dissolução e recristalização que se reflectem em alterações significativas de morfologia. Este estudo demonstrou que a etapa de esterilização de nanopartículas para aplicações biomédicas, por autoclavagem, pode alterar substancialmente as propriedades das mesmas, sendo pois criticamente importante caracterizar os materiais após esterilização. Os estudos citotoxicológicos para dois tipos de partículas esterilizadas (HSster e WCSster) revelaram que ambas apresentam baixa toxicidade e possuem potencial para a modelação do comportamento de células osteoblásticas. Tendo em vista a funcionalização da superfície das Hap NP para multifunções de diagnóstico e terapia exploraram-se condições experimentais que viabilizassem o acoplamento de nanopartículas de ouro à superfície das nanopartículas de Hidroxiapatite (Hap-AuNP). Tirando partido da presença de grupos carboxílicos adsorvidos na superfície das nanopartículas de Hap foi possível precipitar partículas nanométricas de ouro (1,5 a 2,5 nm) na superfície das mesmas adaptando o método descrito por Turkevich. No presente trabalho as nanopartículas de Hap funcionaram assim como um template redutor do ouro iónico de solução, propiciando localmente, na superfície das próprias nanopartículas de Hap, a sua redução a ouro metálico. A nucleação do ouro é assim contextualizada pelo papel redutor das espécies químicas adsorvidas, designadamente os grupos carboxílicos derivados de grupos citratos que presidiram à síntese das próprias nanopartículas de Hap. Estudou-se também a funcionalização das Hap NP com ácido fólico (FA), uma molécula biologicamente interessante por ser de fácil reconhecimento pelos receptores existentes em células cancerígenas. Os resultados confirmaram a ligação do ácido fólico à superfície das diferentes partículas produzidas HS e Hap-AuNPs. Graças às propriedades ópticas do ouro nanométrico (efeito plasmão) avaliadas por espectroscopia vis-UV e às potencialidades de hipertermia local por conversão fototérmica, as nanoestruturas Hap-AuNPs produzidas apresentam-se com elevado interesse enquanto nanodispositivos capazes de integrar funções de quimio e terapia térmica do cancro e imagiologia. O estudo da resposta celular aos diversos materiais sintetizados no presente trabalho foi alvo de análise na tentativa de se caracterizar a toxicidade dos mesmos bem como avaliar o seu desempenho em aplicações terapêuticas. Demonstrou-se que as Hap NP não afectam a proliferação das células para concentrações até 500 g/ml, observando-se um aumento na expressão genética da BMP-2 e da fosfatase alcalina. Verificou-se também que as Hap NP são susceptíveis de internalização por células osteoblásticas MG63, apresentando uma velocidade de dissolução intracelular relativamente reduzida. A resposta celular às Hap-AuNP confirmou a não citotoxicidade destas partículas e revelou que a presença do ouro na superfície das Hap NP aumenta a taxa proliferação celular, bem como a expressão de parâmetros osteogénicos. No seu conjunto os resultados sugerem que os vários tipos de partículas sintetizadas no presente estudo apresentam também comportamentos interessantes para aplicações em engenharia de tecido ósseo.
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An impaired glutathione (GSH) synthesis was observed in several multifactorial diseases, including schizophrenia and myocardial infarction. Genetic studies revealed an association between schizophrenia and a GAG trinucleotide repeat (TNR) polymorphism in the catalytic subunit (GCLC) of the glutamate cysteine ligase (GCL). Disease-associated genotypes of this polymorphism correlated with a decrease in GCLC protein expression, GCL activity and GSH content. To clarify consequences of a decreased GCL activity at the proteome level, three schizophrenia patients and three controls have been selected based on the GCLC GAG TNR polymorphism. Fibroblast cultures were obtained by skin biopsy and were challenged with tert-butylhydroquinone (t-BHQ), a substance known to induce oxidative stress. Proteome changes were analyzed by two dimensional gel electrophoresis (2-DE) and results revealed 10 spots that were upregulated in patients following t-BHQ treatment, but not in controls. Nine corresponding proteins could be identified by MALDI mass spectrometry and these proteins are involved in various cellular functions, including energy metabolism, oxidative stress response, and cytoskeletal reorganization. In conclusion, skin fibroblasts of subjects with an impaired GSH synthesis showed an altered proteome reaction in response to oxidative stress. Furthermore, the study corroborates the use of fibroblasts as an additional mean to study vulnerability factors of psychiatric diseases.