Tailoring the morphology of WO₃films with substitutional cation doping: Effect on the photoelectrochemical properties

With the aim of improving the performance and extending the range of applications of mesoporous WO₃films, which were initially developed for the photoelectrochemical oxidation of water, we investigated the effect of a number of dopants (lithium, silicon, ruthenium, molybdenum and tin) upon the transparency, crystallinity, porosity and conductivity of the modified films. Tin, molybdenum and silicon were shown to improve the electrochromic behaviour of the layers whereas ruthenium enhanced considerably the electronic conductivity of the WO₃films. Interestingly, most of the dopants also affected the film morphology and the size of WO₃nanocrystals. X-ray photoelectron spectra revealed absence of significant segregation of doping elements within the film. Raman analyses confirmed that the monoclinic structure of WO₃films does not change upon substitutional cation doping; thus, the crystallinity of WO₃films is maintained.

Geophysical imaging of stimulated microbial biomineralization

Understanding how microorganisms influence the physical and chemical properties of the subsurface is hindered by our inability to observe microbial dynamics in real time and with high spatial resolution. Here, we investigate the use of noninvasive geophysical methods to monitor biomineralization at the laboratory scale during stimulated sulfate reduction under dynamic flow conditions. Alterations in sediment characteristics resulting from microbe-mediated sulfide mineral precipitation were concomitant with changes in complex resistivity and acoustic wave propagation signatures. The sequestration of zinc and iron in insoluble sulfides led to alterations in the ability of the pore fluid to conduct electrical charge and of the saturated sediments to dissipate acoustic energy. These changes resulted directly from the nucleation, growth, and development of nanoparticulate precipitates along grain surfaces and within the pore space. Scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM) confirmed the sulfides to be associated with cell surfaces, with precipitates ranging from aggregates of individual 3-5 nm nanocrystals to larger assemblages of up to 10-20 m in diameter. Anomalies in the geophysical data reflected the distribution of mineral precipitates and biomass over space and time, with temporal variations in the signals corresponding to changes in the aggregation state of the nanocrystalline sulfides. These results suggest the potential for using geophysical techniques to image certain subsurface biogeochemical processes, such as those accompanying the bioremediation of metal-contaminated aquifers.

Luminescence of LaF3:Ln(3+) Nanocrystal Dispersions in Ionic Liquids

Ionic liquids were used as solvents for dispersing luminescent lanthanide-doped LaF3:Ln(3+) nanocrystals (Ln(3+) = Eu3+ and Nd3+). To increase the solubility of the inorganic nanoparticles in the ionic liquids, the nanocrystals were prepared with different stabilizing ligands, i.e., citrate, N,N,N-trimethylglycine (betaine), and lauryldimethylglycine (lauryl betaine). LaF3:5%Ln(3+) :betaine could successfully be dispersed in 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(tiifluoromethylsulfonyl)imide [C(4)mpyr][Tf2N], 1-butyl-1-methylpyrrolidinium trifluoromethanesulfonate [C(4)mpyr][TfO], and 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide [C(4)mim][Tf2N] but only in limited amounts. Red photoluminescence was observed for the europium(III)-containing nanoparticles and near-infrared luminescence for the neodymium(III)-containing systems.

Tetrahexahedral Pt Nanocrystal Catalysts Decorated with Ru Adatoms and Their Enhanced Activity in Methanol Electrooxidation

Tetrahexahedral Pt nanocrystals (THH Pt NCs) bound by well-defined high index crystal planes offer exceptional electrocatalytic activity, owing to a high density of low-coordination surface Pt sites. We report, herein, on methanol electrooxidation at THH Pt NC electrodes studied by a combination of electrochemical techniques and in situ FTIR spectroscopy. Pure THH Pt NC surfaces readily facilitate the dissociative chemisorption of methanol leading to poisoning by strongly adsorbed CO. Decoration of the stepped surfaces by Ru adatoms increases the tolerance to poisoning and thereby reduces the onset potential for methanol oxidation by over 100 mV. The Ru modified THH Pt NCs exhibit greatly superior catalytic currents and CO2 yields in the low potential range, when compared with a commercial PtRu alloy nanoparticle catalyst. These results are of fundamental importance in terms of model nanoparticle electrocatalytic systems of stepped surfaces and also have practical significance in the development of surface tailored, direct methanol fuel cell catalysts.

Sonochemical synthesis and measurement of optical properties of zinc sulfide quantum dots

A facile sonochemical method has been developed to prepare very small zinc sulfide nanoparticles (ZnS NPs) of extremely small size about 1. nm in diameter using a set of ionic liquids based on the bis (trifluoromethylsulfonyl) imide anion and different cations of 1-alkyl-3-methyl-imidazolium. The structural features and optical properties of the NPs were determined in depth with X-ray powder diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), high-resolution TEM (HRTEM), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, dynamic light scattering (DLS) analysis, and UV-vis absorption spectroscopy. The energy band gap measurements of ZnS NPs were calculated by UV-vis absorption spectroscopy. One of the interesting features of the present work is that the wide band gap semiconductor ZnS nanocrystals were prepared which are used in the fabrication of photonic devices.

A Molecular Dynamics Study of the Early Stages of Calcium Carbonate Growth

The precipitation of calcium carbonate in water has been examined using a combination of molecular dynamics and umbrella sampling. During 20 ns molecular dynamics trajectories at elevated calcium carbonate concentrations, amorphous particles are observed to form and appear to be composed of misaligned domains of vaterite and aragonite. The addition of further calcium ions to these clusters is found to be energetically favorable and virtually barrierless. By contrast, there is a large barrier to the addition of calcium to small calcite crystals. Thus, even though calcite nanocrystals are stable in solution, at high supersaturations, particles of amorphous material form because this material grows much faster than ordered calcite nanocrystals.

Synthesis of surfactant-free electrostatically stabilized gold nanoparticles by plasma-induced liquid chemistry

Plasma-induced non-equilibrium liquid chemistry is used to synthesize gold nanoparticles (AuNPs) without using any reducing or capping agents. The morphology and optical properties of the synthesized AuNPs are characterized by transmission electron microscopy (TEM) and ultraviolet-visible spectroscopy. Plasma processing parameters affect the particle shape and size and the rate of the AuNP synthesis process. Particles of different shapes (e. g. spherical, triangular, hexagonal, pentagonal, etc) are synthesized in aqueous solutions. In particular, the size of the AuNPs can be tuned from 5 nm to several hundred nanometres by varying the initial gold precursor (HAuCl4) concentration from 2.5 mu M to 1 mM. In order to reveal details of the basic plasma-liquid interactions that lead to AuNP synthesis, we have measured the solution pH, conductivity and hydrogen peroxide (H2O2) concentration of the liquid after plasma processing, and conclude that H2O2 plays the role of the reducing agent which converts Au+3 ions to Au-0 atoms, leading to nucleation growth of the AuNPs.

Photosensitisers - the progression from photodynamic therapy to anti-infective surfaces

Introduction: The application of light as a stimulus in pharmaceutical systems and the associated ability to provide precise spatiotemporal control over location, wavelength and intensity, allowing ease of external control independent of environmental conditionals, has led to its increased use. Of particular note is the use of light with photosensitisers.

Areas covered: Photosensitisers are widely used in photodynamic therapy to cause a cidal effect towards cells on irradiation due to the generation of reactive oxygen species. These cidal effects have also been used to treat infectious diseases. The effects and benefits of photosensitisers in the treatment of such conditions are still being developed and further realised, with the design of novel delivery strategies. This review provides an overview of the realisation of the pharmaceutically relevant uses of photosensitisers, both in the context of current research and in terms of current clinical application, and looks to the future direction of research.

Expert opinion: Substantial advances have been and are being made in the use of photosensitisers. Of particular note are their antimicrobial applications, due to absence of resistance that is so frequently associated with conventional treatments. Their potency of action and the ability to immobilise to polymeric supports is opening a wide range of possibilities with great potential for use in healthcare infection prevention strategies.

Identifying the distinct features of geometric structures for hole trapping to generate radicals on rutile TiO2(110) in photooxidation using density functional theory calculations with hybrid functional

Using density functional theory calculations with HSE 06 functional, we obtained the structures of spin-polarized radicals on rutile TiO2(110), which is crucial to understand the photooxidation at the atomic level, and further calculate the thermodynamic stabilities of these radicals. By analyzing the results, we identify the structural features for hole trapping in the system, and reveal the mutual effects among the geometric structures, the energy levels of trapped hole states and their hole trapping capacities. Furthermore, the results from HSE 06 functional are compared to those from DFT + U and the stability trend of radicals against the number of slabs is tested. The effect of trapped holes on two important steps of the oxygen evolution reaction, i.e. water dissociation and the oxygen removal, is investigated and discussed.

Turning Indium Oxide into a Superior Electrocatalyst:Deterministic Heteroatoms

The efficient electrocatalysts for many heterogeneous catalytic processes in energy conversion and storage systems must possess necessary surface active sites. Here we identify, from X-ray photoelectron spectroscopy and density functional theory calculations, that controlling charge density redistribution via the atomic-scale incorporation of heteroatoms is paramount to import surface active sites. We engineer the deterministic nitrogen atoms inserting the bulk material to preferentially expose active sites to turn the inactive material into a sufficient electrocatalyst. The excellent electrocatalytic activity of N-In2O3 nanocrystals leads to higher performance of dye-sensitized solar cells (DSCs) than the DSCs fabricated with Pt. The successful strategy provides the rational design of transforming abundant materials into high-efficient electrocatalysts. More importantly, the exciting discovery of turning the commonly used transparent conductive oxide (TCO) in DSCs into counter electrode material means that except for decreasing the cost, the device structure and processing techniques of DSCs can be simplified in future.

Unidirectional suppression of hydrogen oxidation on oxidized platinum clusters

Solar-driven water splitting to produce hydrogen may be an ideal solution for global energy and environment issues. Among the various photocatalytic systems, platinum has been widely used to co-catalyse the reduction of protons in water for hydrogen evolution. However, the undesirable hydrogen oxidation reaction can also be readily catalysed by metallic platinum, which limits the solar energy conversion efficiency in artificial photosynthesis. Here we report that the unidirectional suppression of hydrogen oxidation in photocatalytic water splitting can be fulfilled by controlling the valence state of platinum; this platinum-based cocatalyst in a higher oxidation state can act as an efficient hydrogen evolution site while suppressing the undesirable hydrogen back-oxidation. The findings in this work may pave the way for developing other high-efficientcy platinum-based catalysts for photocatalysis, photoelectrochemistry, fuel cells and water-gas shift reactions.

Lanthanide oxide nanotubes and nanorods: synthesis, processing, luminescence and catalytic properties

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.

Properties of self-assembled diluted magnetic semiconductor nanostructures

Este trabalho centra-se na investigação da possibilidade de se conseguir um semicondutor magnético diluído (SMD) baseado em ZnO. Foi levado a cabo um estudo detalhado das propriedades magnéticas e estruturais de estruturas de ZnO, nomeadamente nanofios (NFs), nanocristais (NCs) e filmes finos, dopadas com metais de transição (MTs). Foram usadas várias técnicas experimentais para caracterizar estas estruturas, designadamente difracção de raios-X, microscopia electrónica de varrimento, ressonância magnética, SQUID, e medidas de transporte. Foram incorporados substitucionalmente nos sítios do Zn iões de Mn2+ e Co2+ em ambos os NFs e NCs de ZnO. Revelou-se para ambos os iões dopantes, que a incorporação é heterogénea, uma vez que parte do sinal de ressonância paramagnética electrónica (RPE) vem de iões de MTs em ambientes distorcidos ou enriquecidos com MTs. A partir das intensidades relativas dos espectros de RPE e de modificações da superfície, demonstra-se ainda que os NCs exibem uma estrutura core-shell. Os resultados, evidenciam que, com o aumento da concentração de MTs, a dimensão dos NCs diminui e aumentam as distorções da rede. Finalmente, no caso dos NCs dopados com Mn, obteve-se o resultado singular de que a espessura da shell é da ordem de 0.3 nm e de que existe uma acumulação de Mn na mesma. Com o objectivo de esclarecer o papel dos portadores de carga na medição das interacções ferromagnéticas, foram co-dopados filmes de ZnO com Mn e Al ou com Co e Al. Os filmes dopados com Mn, revelaram-se simplesmente paramagnéticos, com os iões de Mn substitucionais nos sítios do Zn. Por outro lado, os filmes dopados com Co exibem ferromagnetismo fraco não intrínseco, provavelmente devido a decomposição spinodal. Foram ainda efectuados estudos comparativos com filmes de ligas de Zn1-xFexO. Como era de esperar, detectaram-se segundas fases de espinela e de óxido de ferro nestas ligas; todas as amostras exibiam curvas de histerese a 300 K. Estes resultados suportam a hipótese de que as segundas fases são responsáveis pelo comportamento magnético observado em muitos sistemas baseados em ZnO. Não se observou nenhuma evidência de ferromagnetismo mediado por portadores de carga. As experiências mostram que a análise de RPE permite demonstrar directamente se e onde estão incorporados os iões de MTs e evidenciam a importância dos efeitos de superfície para dimensões menores que ~15 nm, para as quais se formam estruturas core-shell. As investigações realizadas no âmbito desta tese demonstram que nenhuma das amostras de ZnO estudadas exibiram propriedades de um SMD intrínseco e que, no futuro, são necessários estudos teóricos e experimentais detalhados das interacções de troca entre os iões de MTs e os átomos do ZnO para determinar a origem das propriedades magnéticas observadas.

Bottom up strategies for the morphology control of BaTiO3 particulates

As propriedades funcionais dos materiais ferroeléctricos tais como a polarização reversível, piroelectricidade, piezoelectricidade, elevada actividade óptica não linear e comportamento dieléctrico não linear são fundamentais para a sua aplicação em sensores, microactuadores, detectores de infravermelhos, filtros de fase de microondas e memórias não-voláteis. Nos últimos anos, motivado pelas necessidades industriais de redução do tamanho dos dispositivos microelectrónicos, aumentando a eficiência volumétrica, tem sido feito um grande esforço ao nível da investigação para desenvolver estruturas ferroeléctricas à escala micro- e nano- métrica. É sabido que a redução de tamanho em materiais ferroeléctricos afecta significamente as suas propriedades. Neste sentido e considerando que foi previsto teoreticamente por cálculos ab initio que estruturas do tipo nanocilindros e nanodiscos apresentariam um novo tipo de ordem ferroeléctrica e, na expectativa de alcançar conhecimento para o desenvolvimento de uma nova geração de dispositivos microelectróncos, existe um grande interesse em desenvolver métodos de fabrico de nanoestruturas ferroeléctricas unidimensionais (1D) tais como nanocilindros e nanotubos. As estratégias de fabrico de nanoestruturas 1D até agora descritas na literatura indicam claramente as dificuldades inerentes à sua preparação. Existem duas grandes vias de síntese destas nanoestruturas: i) o método “topdown” que consiste na redução de tamanho de um dado material até à obtenção duma estrutura 1D; e ii) o método “bottom-up” em que átomos, iões e moléculas são agrupados para formar um material 1D. O método “top down” envolve em geral técnicas de desgaste, como o uso do feixe de electrões, que apesar de permitirem elevada precisão no posicionamento e no controlo do tamanho, falham em termos de resolução, exigem muito tempo e causam facilmente defeitos que deterioram as propriedades físicas destes materiais. Na metodologia “bottom up” a utilização de moléculas ou estruturas “molde” tem sido a mais explorada. As estructuras 1D podem também ser preparadas sem recorrer a “moldes”. Neste caso a agregação orientada é promovida pelo recurso a aditivos que controlam o crescimento dos cristais em direcções preferenciais. Neste contexto, neste trabalho utilizaram-se duas estratégias “bottom up” de baixo custo para a preparação de nanopartículas de titanato de bário (BaTiO3) com morfologia controlada: 1) síntese química (em solução e em fase vapor) com utilização de nanotubos de titanato TiNTs) como “moldes” e precursores de titânio 2) síntese química em solução com presença de aditivos. Os nanotubos de titanato de sódio foram preparados por síntese hidrotermal. Como existiam muitas dúvidas acerca da natureza estrutural e do mecanismo de formação dos NTs, a parte inicial do trabalho foi dedicada à realização de um estudo sistemático dos parâmetros intervenientes na síntese e à caracterização da sua estrutura e microestrutura. Foi demonstrado que os NTs têm a fórmula geral A2Ti2O5 (A = H+ or Na+), e não TiO2 (anátase) com defendido por vários autores na literatura, e podem ser preparados por método hidrotermal em meio fortemente alcalino usando como fonte de titânio TiO2 comercial na forma de anátase ou rútilo. A menor reactividade do rútilo exige temperaturas de síntese superiores ou tempos de reacção mais longos. A forma tubular resulta do tratamento hidrotermal e não de processos de lavagem e neutralização subsequentes. Se os NTs forem tratados após a síntese hidrotérmica em água a 200 ºC, transformam-se em nanocilindros. Uma das partes principais desta tese consistiu na investigação do papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3. O potencial funcionamento dos NTs como “moldes” para além de precursores foi testado em reacção com hidróxido de bário em síntese em solução e por reacção com um precursor orgânico de bário em fase vapor. Tendo por base os estudos cinéticos realizados, bem como as alterações estruturais e morfológicas das amostras, é possível concluir que a formação do BaTiO3 a partir de NTs de titanato de sódio, ocorre por dois mecanismos dependendo da temperatura e tempo de reacção. Assim, a baixa temperatura e curto tempo de reacção verifica-se que se formam partículas dendríticas de BaTiO3 cuja superfície é bastante irregular (“wild”) e que apresentam estrutura pseudo-cúbica. Estas partículas formam-se por reacção topotáctica na fronteira dos nanotubos de titanato de sódio. A temperaturas mais altas e/ou reacções mais longas, a reacção é controlada por um mecanismo de dissolução e precipitação com formação de dendrites de BaTiO3 tetragonais com superfície mais regular (“seaweed”). A microscopia de força piezoeléctrica mostrou que as dendrites “seaweeds“ possuem actividade piezoeléctrica superior à das dendrites “wild”, o que confirma o papel desempenhado pela estrutura e pela concentração de defeitos na rede na coerência e ordem ferroeléctrica de nanoestruturas. Os nossos resultados confirmam que os NTs de titanato não actuam facilmente como “moldes” na síntese em solução de BaTiO3 já que a velocidade de dissolução dos NTs em condições alcalinas é superior à velocidade de formação do BaTiO3. Assumindo que a velocidade de reacção dos NTs com o precursor de bário é superior em fase vapor, efectuou-se a deposição de um precursor orgânico de bário por deposição química de vapor sobre um filme de NTs de titnato de sódio depositados por deposição electroforética. Estudou-se a estabilidade dos NTs nas diferentes condições do reactor. Quando os NTs são tratados a temperaturas superiores a 700 ºC, ocorre a transformação dos NTs em nanocilindros de anatase por um mecanismo de agregação orientada. Quando se faz a deposição do precursor de bário, seguida de calcinação a 700 ºC em atmosfera oxidante de O2, verifica-se que a superficie dos NTs fica coberta com nanocristais de BaTiO3 independentemente da concentração de bário. O papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em fase vapor é assim descrito pela primeira vez. Em relação à metodologias de crescimento de partículas na ausência de “moldes” mas com aditivos fez-se um estudo sistemático utilizando 5 aditivos de natureza differente. As diferenças entre aditivos foram sistematizadas tendo em conta as diferenças estruturais e morfológicas verificadas. Está provado que os aditivos podem funcionar como modificadores de crescimento cristalino por alteração do seu padrão de crescimento ou por alteração da cinética de crescimento das faces cristalográficas do cristal. Entre os aditivos testados verificou-se que o ácido poliacrilíco adsorve em faces específicas do BaTiO3 alterando a cinética de crescimento e induzindo a agregação orientada das partículas. O polivinilpirrolidona, o docecilsulfato de sódio e hidroxipropilmetilcelulose actuam mais como inibidores de crescimento do que como modificadores do tipo de crescimento. A D-frutose aumenta a energia de activação da etapa de nucleação não ocorrendo formação de BaTiO3 para as mesmas condições dos outros aditivos. Esta tese clarifica o papel dos NTs de titanato de sódio enquanto precursores e “moldes” no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em solução e em fase vapor. É feita também a abordagem do controlo morfológico do BaTiO3 através do uso de aditivos. As estratégias de preparação de BaTiO3 propostas são de baixo custo, reprodutíveis e fáceis de efectuar. Os resultados contribuem para uma melhor compreensão da relação tamanho – morfologia – propriedade em materiais ferroeléctricos nanométricos com vista à sua potencial aplicação.

Optical fiber sensing using quantum dots

Recent advances in the application of semiconductor nanocrystals, or quantum dots, as biochemical sensors are reviewed. Quantum dots have unique optical properties that make them promising alternatives to traditional dyes in many luminescence based bioanalytical techniques. An overview of the more relevant progresses in the application of quantum dots as biochemical probes is addressed. Special focus will be given to configurations where the sensing dots are incorporated in solid membranes and immobilized in optical fibers or planar waveguide platforms.