On the stabilizing behavior of zirconia: A combined experimental and theoretical study

Reactive zirconia powder was synthesized by the complexation of zirconium metal from zirconium hydroxide using a solution of 8-hydroxiquinoline. The kinetics of zirconia crystallization was followed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and surface area measured by the nitrogen adsorption/desorption technique. The results indicated that zirconia with a surface area as high as 100 m(2)/g can be obtained by this method after calcination at 500degreesC. Zirconia presents three polymorphic phases (monoclinic, tetragonal and cubic), which are reversibly interconversible. The cluster model Zr4O8 and Z(r)4O(7)(+2) was used for a theoretical study of the stabilization process. The ab initio RHF method was employed with the Gaussian94 program and the total energies and the energy gap of the different phases were calculated and compared with the experimental energy gap. The theoretical results show good reproducibility of the energy gap for zirconia. (C) 2004 Kluwer Academic Publishers.

Experimental and theoretical aspects of the stabilization of zirconia.

Using the Rietveld method, phases of ceria-doped zirconia, calcined at temperatures of 600 and 900 degrees C, were quantitatively analysed for different concentrations of ceria. The results show that the stabilization of zirconia depends on the dopant concentration and calcination temperature. Moreover, the theoretical calculation using the ab initio Hartree-Fock-Roothaan method indicates that the most stable phases for ceria-stabilized zirconia are cubic or tetragonal, in accordance with experimental results. (C) 1999 Kluwer Academic Publishers.

Single walled MgF2 nanotubes

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Investigation on the structural properties in Er-doped PbTiO3 compounds: A correlation between experimental and theoretical results

The aim of this work is to investigate the structural properties of the (Pb1-xErx)TiO3 (PET) powders, with x varying from 0.01 to 0.08, prepared by the polymeric precursor method. Combined X-ray diffraction, Raman spectroscopy and ab initio calculation reveal a diffuse phase-transition of a tetragonal to a cubic phase. The crystalline models built allowed to calculate electronic properties and to analyze the behavior of the doping element in the structure of the material, which are consistent with the experimental results that indicate the beginning of phase-transition from tetragonal to cubic. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Determination of the Θ+ parity from γn → K -K+n

It is demonstrated that measurements of photon asymmetry in the γn → K-K+n reaction, can most likely determine the parity of the newly discovered Θ+ pentaquark. We predict that if the parity of Θ+ is positive, the photon asymmetry is significantly positive; if the parity is negative, the photon asymmetry is significantly negative. If the background contribution is large, the photon asymmetry may become very small in magnitude, thereby making it difficult to distinguish between the positive and negative parity results. However, even in this case, a combined analysis of the (K+n) invariant mass distribution and photon asymmetry should allow a determination of the parity of Θ+. © 2004 Published by Elsevier B.V.

Orphan nuclear receptor NGFI-B forms dimers with nonclassical interface

The orphan receptor nerve growth factor-induced B (NGFI-B) is a member of the nuclear receptor's subfamily 4A (Nr4a). NGFI-B was shown to be capable of binding both as a monomer to an extended half-site containing a single AAAGGTCA motif and also as a homodimer to a widely separated everted repeat, as opposed to a large number of nuclear receptors that recognize and bind specific DNA sequences predominantly as homo- and/or heterodimers. To unveil the structural organization of NGFI-B in solution, we determined the quaternary structure of the NGFI-B LBD by a combination of ab initio procedures from small-angle X-ray scattering (SAXS) data and hydrogen-deuterium exchange followed by mass spectrometry. Here we report that the protein forms dimers in solution with a radius of gyration of 2.9 nm and maximum dimension of 9.0 nm. We also show that the NGFI-B LBD dimer is V-shaped, with the opening angle significantly larger than that of classical dimer's exemplified by estrogen receptor (ER) or retinoid X receptor (RXR). Surprisingly, NGFI-B dimers formation does not occur via the classical nuclear receptor dimerization interface exemplified by ER and RXR, but instead, involves an extended surface area composed of the loop between helices 3 and 4 and C-terminal fraction of the helix 3. Remarkably, the NGFI-B dimer interface is similar to the dimerization interface earlier revealed for glucocorticoid nuclear receptor (GR), which might be relevant to the recognition of cognate DNA response elements by NGFI-B and to antagonism of NGFI-B-dependent transcription exercised by GR in cells. Published by Cold Spring Harbor Laboratory Press. Copyright © 2007 The Protein Society.

Cálculos de estrutura eletrônica de materiais mediante combinação linear de orbitais atômicos

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Modelamento do transporte eletrônico em dispositivos moleculares

No presente trabalho, simulamos as propriedades de transporte e espectro de absorção do composto orgânico Vermelho de Etila. Este é o primeiro estudo teórico de um indicador específico de pH utilizado como nanodispositivo, com base na teoria quântica e no modelo de transporte não-difuso. A distribuição de carga ao longo da molécula é determinada através da técnica, Ab initio, como uma função de um campo elétrico externo. Baseado em um modelo de multiníveis ressonantes também calculamos a corrente como função da tensão de polarização. O acúmulo de carga e a corrente apresentam comportamento semelhante, como a condução do tipo ressonante e curvas carga-tensão e corrente-tensão assimétricas. Os principais resultados sugerem que o sistema presente poderia funcionar como um transistor molecular bi-direcional. Estendemos esta metodologia de análise para outro dispositivo molecular, mas composto de três terminais. Para este sistema, nossa descoberta principal é a resistência diferencial negativa (RDN) na carga Q como uma função do campo elétrico externo. Para explicar este efeito RDN, aplicamos um modelo capacitivo fenomenológico, também baseado em um sistema de multiníveis localizados (que podem ser os LUMOs – Lowest Unoccupied Molecular Orbital – Orbitais moleculares desocupados mais baixos). A capacitância descreve, por efeito de carregamento, a causa do bloqueio de Coulomb (BC) no transporte. Mostramos que o efeito BC dá origem a uma RDN para um conjunto adequado de parâmetros fenomenológicos como: taxa de tunelamento e energia de carregamento. O perfil da RDN obtida nas duas metodologias, ab initio e fenomenológica, estão em comum acordo.

Caracterização de polímeros unidimensionais (Poliacetileno, Poliazina e Poliazoeteno) através de cálculos espectroscópicos e transporte eletrônico

Neste trabalho é apresentado um estudo teórico da base neutro e bipolaron e estados excitados de moléculas a partir de polímeros isoeletrônicos compostos pelo Poliacetileno, Poliazina e Poliazoeteno. Os resultados obtidos, utilizando metodologia DFT e ab initio, revelam que uma boa descrição dos defeitos pode ser importante na investigação da transição isolante-metal de polímeros quase-unidimensional indicando um comportamento metálico em torno do nível de Fermi, como mecanismo de condutividade dos polímeros. Este resultado é consistente com dados experimentais e não faz menção a metodologia Su-Schrieffer-Heeger (SSH). E mais, os resultados são consistentes com características importantes como nanodispositivo e podem ser resumidos como: (i) poderia ser usado como retificador molecular uni-direcional com uma geometria conformacional com vantagem de pequeno acoplamento, (ii) a função de Green de não-equilíbrio presente na simulação poderia corrigir de tal maneira os Poliacetileno, Poliazina e Poliazoeteno sem corrente de porta, (iii) com base nas propriedades das ligações tipo, pode ser utilizada para projetar dispositivos com aplicações em eletrônica molecular.

Métodos teóricos na investigação da estrutura eletrônica do resveratrol e derivados

Na apresentação do desenvolvimento desta tese foram utilizados métodos ab initio, semiempíricos, e teoria do funcional densidade na investigação das propriedades do estado fundamental e estados excitados do Resveratrol e estruturas moleculares similares, assim como suas propriedades espectroscópicas. O Resveratrol é uma fitoalexina com propriedades antioxidantes, que tem como estruturas derivadas semelhantes, a Piceatannol, Para-vinylphenylphenol e Resveratrol-dihydroxyl_N (N=1,2 e 3). Os resultados obtidos correspondem à análise dos parâmetros moleculares e propriedades eletrônicas; as simulações dos espectros que correspondem as fotoexcitações para cada uma das moléculas foram feitos através de pacotes computacionais. Os métodos aproximativos utilizados nos cálculos comprovam os resultados obtidos experimentalmente, de forma a contribuir como um indicador às prováveis modificações nas propriedades químicas, físicas e biológicas do Resveratrol.

Um estudo sobre a influência de defeitos de diferente natureza nas propriedades eletrônicas de nanotubos usando o método das ondas cilindricas linearizadas aumentadas

Os nanotubos de carbono e nitreto de boro são nano estruturas unidimensionais que apresentam comportamento tanto metálico quanto semicondutor, dependendo da sua quiralidade, exceto para os nanotubos de nitreto de boro que apresentam sempre características semicondutoras, caso não estejam dopados. Devido suas características eletrônicas, os nanotubos apresentam grandes possibilidades de aplicação em dispositivos de nanoeletrônica, tais como nanodiodos, nanotransistores e como elementos de interconexão, dentre outros. Por esta razão, é importante compreender como fatores externos agem sobre as propriedades de tais materiais. Um desses fatores externos é a introdução de defeitos nos nanotubos. Tais defeitos são a ausência de um ou mais átomos de carbono, pertencente ao nanotubo de carbono e, de nitrogênio ou boro, para os nanotubos de nitreto de boro, ou ainda, a substituição de átomos de carbono, nitrogênio ou boro por diferentes átomos na estrutura dos correspondentes nanotubos. Este trabalho apresenta um estudo teórico dos efeitos da introdução de defeitos, por substituição, nas propriedades eletrônicas dos nanotubos de carbono e nitreto de boro, via simulação ab-initio. Avaliam-se as estruturas de banda de energia e densidade de estados de nanotubos de carbono semicondutores e metálicos tipos armchair e zig-zag e apenas do tipo armchair para os nanotubos de nitreto de boro usando o método LACW – método das ondas cilíndricas linearizadas aumentadas. Além disso, devido a crescente importância dos nanotubos de nitreto de boro, fazemos um estudo sistematizado da estrutura eletrônica desses nanotubos, para uma supercélula formada por três células unitárias, usando dopagem intrínseca, bem como uma análise quantitativa, baseada na energia total e banda proibida, de estabilidade dessas estruturas.

Estudo das lignanas de Peperomia blanda (Piperaceae): abordagem de aspectos estruturais, metabólitos e biossintéticos

Pós-graduação em Química - IQ

Dicroísmo circular vibracional e eletrônico na determinação da configuração absoluta de benzopiranos de Peperomia obtusifolia e Piper gaudichaudianum (Piperaceae): implicações biológicas e biossintéticas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estrutura eletrônica de derivados de C60 para aplicações em células solares orgânicas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Binding of antioxidant flavone isovitexin to human serum albumin investigated by experimental and computational assays

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)