Direct preparation and characterization of copper pentacyanonitrosylferrate nanoparticles

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Existence and multiplicity of solutions for a prescribed mean-curvature problem with critical growth

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

An optimization study of PtSn/C catalysts applied to direct ethanol fuel cell: Effect of the preparation method on the electrocatalytic activity of the catalysts

The aim of this work was to perform a systematic study of the parameters that can influence the composition, morphology, and catalytic activity of PtSn/C nanoparticles and compare two different methods of nanocatalyst preparation, namely microwave-assisted heating (MW) and thermal decomposition of polymeric precursors (DPP). An investigation of the effects of the reducing and stabilizing agents on the catalytic activity and morphology of Pt75Sn25/C catalysts prepared by microwave-assisted heating was undertaken for optimization purposes. The effect of short-chain alcohols such as ethanol, ethylene glycol, and propylene glycol as reducing agents was evaluated, and the use of sodium acetate and citric acid as stabilizing agents for the MW procedure was examined. Catalysts obtained from propylene glycol displayed higher catalytic activity compared with catalysts prepared in ethylene glycol. Introduction of sodium acetate enhanced the catalytic activity, but this beneficial effect was observed until a critical acetate concentration was reached. Optimization of the MW synthesis allowed for the preparation of highly dispersed catalysts with average sizes lying between 2.0 and 5.0 nm. Comparison of the best catalyst prepared by MW with a catalyst of similar composition prepared by the polymeric precursors method showed that the catalytic activity of the material can be improved when a proper condition for catalyst preparation is achieved. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Urea-Based Synthesis of Zinc Oxide Nanostructures at Low Temperature

The preparation of nanometer-sized structures of zinc oxide (ZnO) from zinc acetate and urea as raw materials was performed using conventional water bath heating and a microwave hydrothermal (MH) method in an aqueous solution. The oxide formation is controlled by decomposition of the added urea in the sealed autoclave. The influence of urea and the synthesis method on the final product formation are discussed. Broadband photoluminescence (PL) behavior in visible-range spectra was observed with a maximum peak centered in the green region which was attributed to different defects and the structural changes involved with ZnO crystals which were produced during the nucleation process.

Effect of some surfactants on the chemiluminescent reactions of bis(2,4,6-trichlorophenyl)oxalate and bis(2-nitrophenyl)oxalate with hydrogen peroxide

The chemiluminescent reactions of bis(2,4,6-trichlorophenyl)oxalate (TCPO) and bis(2-nitrophenyl)oxalate (2-NPO) with hydrogen peroxide in acetonitrile/water micellar systems (anionic, cationic, and non-ionic) and gamma-cyclodextrin were studied in the presence of fluoranthene or 9,10-diphenylanthracene, imidazole, and two buffer solutions, HTRIS+/TRIS and H2PO4-/HPO42-. The relative chemiluminenscence (CL) intensity is higher in the presence of the cationic (DDAB, CTAC, DODAC, and OTAC), anionic (SDS), and non-ionic (Tween 80) surfactants. In the presence of some non-ionic surfactants (Brij 35, Brij 76, and Tween 20), the CL intensity was partially quenched compared with the reaction with no surfactant. The sensitivity for hydrogen peroxide determination in the range 0.01 x 10(-4) to 1.0 x 10(-4) mol L-1, considering the slope of the calibration curves (maximum peak height of CL vs. concentration), improved with the introduction of DDAH, CTAB, and SDS in HTRIS+/TRIS buffer.

Influence of cueing on the preparation and execution of untrained and trained complex motor responses

This study investigated the influence of cueing on the performance of untrained and trained complex motor responses. Healthy adults responded to a visual target by performing four sequential movements (complex response) or a single movement (simple response) of their middle finger. A visual cue preceded the target by an interval of 300, 1000, or 2000 ms. In Experiment 1, the complex and simple responses were not previously trained. During the testing session, the complex response pattern varied on a trial-by-trial basis following the indication provided by the visual cue. In Experiment 2, the complex response and the simple response were extensively trained beforehand. During the testing session, the trained complex response pattern was performed in all trials. The latency of the untrained and trained complex responses decreased from the short to the medium and long cue-target intervals. The latency of the complex response was longer than that of the simple response, except in the case of the trained responses and the long cue-target interval. These results suggest that the preparation of untrained complex responses cannot be completed in advance, this being possible, however, for trained complex responses when enough time is available. The duration of the 1st submovement, 1st pause and 2nd submovement of the untrained and the trained complex responses increased from the short to the long cue-target interval, suggesting that there is an increase of online programming of the response possibly related to the degree of certainty about the moment of target appearance.

Periodic solutions of abstract neutral functional differential equations

We characterize the existence of periodic solutions of some abstract neutral functional differential equations with finite and infinite delay when the underlying space is a UMD space. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

The effect of sodium fluoride preservative and storage temperature on the stability of cocaine in horse blood, sheep vitreous and deer muscle

The in vitro stability of cocaine in horse blood, sheep vitreous humour (VH) and homogenised deer muscle is described. The stability of cocaine in horse blood was of interest because many toxicology laboratories utilise horse blood for the preparation of calibration and check standards and the latter are typically stored during routine use. The storage stability of cocaine in human VH and muscle has not been previously reported. In the absence of blank human VH and muscle, cocaine stability under varying conditions was demonstrated in animal tissues. Blood and VH were stored with and without addition of NaF at room temperature (RT), 4 degrees C and -18 degrees C for 84 days. Muscle homogenates were prepared in water, water/2% NaF, and phosphate buffer (pH 6.0)/2% NaF, and stored for 31 days at RT, 4 degrees C and -18 degrees C. Cocaine stability in human muscle obtained from cocaine positive forensic cases was assessed following storage at -18 degrees C for 13 months. Cocaine and benzoylecgonine (BZE) were extracted using SPE and quantified by GC-MS/MS. Cocaine was stable for 7 days in refrigerated (4 degrees C) horse blood fortified with 1 and 2% NaF. In the absence of NaF, cocaine was not detectable by day 7 in blood stored at RT and 4 degrees C and had declined by 81% following storage at -18 degrees C. At 4 degrees C the rate of cocaine degradation in blood preserved with 2% NaF was significantly slower than with 1% NaF. The stability of cocaine in horse blood appeared to be less than that reported for human blood, probably attributable to the presence of carboxylesterase in horse plasma. Cocaine stored in VH at -18 degrees C was essentially stable for the study period whereas at 4 degrees C concentrations decreased by >50% in preserved and unpreserved VH stored for longer than 14 days. Fluoride did not significantly affect cocaine stability in VH. The stability of cocaine in muscle tissue homogenates significantly exceeded that in blood and VH at every temperature. In preserved and unpreserved samples stored at 4 degrees C and below, cocaine loss did not exceed 2%. The increased stability of cocaine in muscle was attributed to the low initial pH of post-mortem muscle. In tissue from one human case stored for 13 months at -18 degrees C the muscle cocaine concentration declined by only 15% (range: 5-22%). These findings promote the use of human muscle as a toxicological specimen in which cocaine may be detected for longer compared with blood or VH. (C) 2011 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

The effect of ions and cryoprotectants upon sperm motility and fertilization success in the loach Misgurnus anguillicaudatus

The solutions commonly used to dilute or cryopreserve sperm are commonly composed of salts, buffers and cryoprotectants, which may affect gametes and subsequent fertilization success. Here, we have evaluated the effects of several cryoprotectants (methanol; MeOH, dimethyl sulfoxide; DMSO and dimethyl acetamide; DMA at concentrations of 0.25, 0.5 and 1%) and different ions (potassium, calcium and magnesium at concentrations of 1.25, 2.5, 5.0 and 10 mM) as sperm diluents upon sperm motility and fertilization success in the loach Misgurnus anguillicaudatus sperm. Our results demonstrated that DMSO (at 1%) decreased sperm motility while calcium and magnesium ions (from 2.5 mM) induced sperm aggregation and reduced sperm motility. Reduced fertilization rates were observed with potassium (from 1.25 mM), calcium (at 10 mM), magnesium (at 10 mM), DMA (at 1%), and DMSO (at 1%). We conclude that specific ions and cryoprotectants, and their relative concentrations caused effect upon loach gametes. These data are important to consider for the preparation of sperm diluents and activating solutions in order to manage gamete quality for artificial propagation. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

EXISTENCE OF SOLUTIONS FOR A FRACTIONAL NEUTRAL INTEGRO-DIFFERENTIAL EQUATION WITH UNBOUNDED DELAY

In this article, we study the existence of mild solutions for fractional neutral integro-differential equations with infinite delay.

Multivariate spectroscopic methods for the analysis of solutions

In this thesis some multivariate spectroscopic methods for the analysis of solutions are proposed. Spectroscopy and multivariate data analysis form a powerful combination for obtaining both quantitative and qualitative information and it is shown how spectroscopic techniques in combination with chemometric data evaluation can be used to obtain rapid, simple and efficient analytical methods. These spectroscopic methods consisting of spectroscopic analysis, a high level of automation and chemometric data evaluation can lead to analytical methods with a high analytical capacity, and for these methods, the term high-capacity analysis (HCA) is suggested. It is further shown how chemometric evaluation of the multivariate data in chromatographic analyses decreases the need for baseline separation. The thesis is based on six papers and the chemometric tools used are experimental design, principal component analysis (PCA), soft independent modelling of class analogy (SIMCA), partial least squares regression (PLS) and parallel factor analysis (PARAFAC). The analytical techniques utilised are scanning ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy, diode array detection (DAD) used in non-column chromatographic diode array UV spectroscopy, high-performance liquid chromatography with diode array detection (HPLC-DAD) and fluorescence spectroscopy. The methods proposed are exemplified in the analysis of pharmaceutical solutions and serum proteins. In Paper I a method is proposed for the determination of the content and identity of the active compound in pharmaceutical solutions by means of UV-Vis spectroscopy, orthogonal signal correction and multivariate calibration with PLS and SIMCA classification. Paper II proposes a new method for the rapid determination of pharmaceutical solutions by the use of non-column chromatographic diode array UV spectroscopy, i.e. a conventional HPLC-DAD system without any chromatographic column connected. In Paper III an investigation is made of the ability of a control sample, of known content and identity to diagnose and correct errors in multivariate predictions something that together with use of multivariate residuals can make it possible to use the same calibration model over time. In Paper IV a method is proposed for simultaneous determination of serum proteins with fluorescence spectroscopy and multivariate calibration. Paper V proposes a method for the determination of chromatographic peak purity by means of PCA of HPLC-DAD data. In Paper VI PARAFAC is applied for the decomposition of DAD data of some partially separated peaks into the pure chromatographic, spectral and concentration profiles.

Self assembled monolayers for engineering of structured inorganic materials in the micrometer and submicrometer range

Deutsch:In der vorliegenden Arbeit konnten neue Methoden zur Synthese anorganischer Materialien mit neuartiger Architektur im Mikrometer und Nanometer Maßstab beschrieben werden. Die zentrale Rolle der Formgebung basiert dabei auf der templatinduzierten Abscheidung der anorganischen Materialien auf selbstorganisierten Monoschichten. Als Substrate eignen sich goldbedampfte Glasträger und Goldkolloide, die eine Mittelstellung in der Welt der Atome bzw. Moleküle und der makroskopischen Welt der ausgedehnten Festkörper einnehmen. Auf diesen Substraten lassen sich Thiole zu einer monomolekularen Schicht adsorbieren und damit die Oberflächeneigenschaften des Substrates ändern. Ein besonderer Schwerpunkt bei dieser Arbeit stellt die Synthese speziell auf die Bedürfnisse der jeweiligen Anwendung ausgerichteten Thiole dar.Im ersten Teil der Arbeit wurden goldbedampfte Glasoberflächen als Template verwendet. Die Abscheidung von Calciumcarbonat wurde in Abhängigkeit der Schichtdicke der adsorbierten Monolage untersucht. Aragonit, eine der drei Hauptphasen des Calciumcarbonat Systems, wurde auf polyaromatischen Amid - Oberflächen mit Schichtdicken von 5 - 400 nm Dicke unter milden Bedingung abgeschieden. Die einstellbaren Parameter waren dabei die Kettenlänge des Polymers, der w-Substituent, die Bindung an die Goldoberfläche über Verwendung verschiedener Aminothiole und die Kristallisationstemperatur. Die Schichtdickeneinstellung der Polymerfilme erfolgte hierbei über einen automatisierten Synthesezyklus.Titanoxid Filme konnten auf Oberflächen strukturiert werden. Dabei kam ein speziell synthetisiertes Thiol zum Einsatz, das die Funktionalität einer Styroleinheit an der Oberflächen Grenze als auch eine Möglichkeit zur späteren Entfernung von der Oberfläche in sich vereinte. Die PDMS Stempeltechnik erzeugte dabei Mikrostrukturen auf der Goldoberfläche im Bereich von 5 bis 10 µm, die ihrerseits über die Polymerisation und Abscheidung des Polymers in den Titanoxid Film überführt werden konnten. Drei dimensionale Strukturen wurden über Goldkolloid Template erhalten. Tetraethylenglykol konnte mit einer Thiolgruppe im Austausch zu einer Hydroxylgruppe monofunktionalisiert werden. Das erhaltene Molekül wurde auf kolloidalem Gold selbstorganisiert; es entstand dabei ein wasserlösliches Goldkolloid. Die Darstellung erfolgte dabei in einer Einphasenreaktion. Die so erhaltenen Goldkolloide wurden als Krstallisationstemplate für die drei dimensionale Abscheidung von Calciumcarbonat verwendet. Es zeigte sich, dass Glykol die Kristallisation bzw. den Habitus des krsitalls bei niedrigem pH Wert modifiziert. Bei erhöhtem pH Wert (pH = 12) jedoch agieren die Glykol belegten Goldkolloide als Template und führen zu sphärisch Aggregaten. Werden Goldkolloide langkettigen Dithiolen ausgesetzt, so führt dies zu einer Aggregation und Ausfällung der Kolloide aufgrund der Vernetzung mehrer Goldkolloide mit den Thiolgruppen der Alkyldithiole. Zur Vermeidung konnte in dieser Arbeit ein halbseitig geschütztes Dithiol synthetisiert werden, mit dessen Hilfe die Aggregation unterbunden werden konnte. Das nachfolgende Entschützten der Thiolfunktion führte zu Goldkolloiden, deren Oberfläche Thiol funktionalisiert werden konnte. Die thiolaktiven Goldkolloide fungierten als template für die Abscheidung von Bleisulfid aus organisch/wässriger Lösung. Die Funktionsweise der Schutzgruppe und die Entschützung konnte mittels Plasmonenresonanz Spektroskopie verdeutlicht werden. Titanoxid / Gold / Polystyrol Komposite in Röhrenform konnten synthetisiert werden. Dazu wurde ein menschliches Haar als biologisches Templat für die Formgebung gewählt.. Durch Bedampfung des Haares mit Gold, Assemblierung eines Stryrolmonomers, welches zusätzlich eine Thiolfunktionalität trug, Polymerisation auf der Oberfläche, Abscheidung des Titanoxid Films und anschließendem Auflösen des biologischen Templates konnte eine Röhrenstruktur im Mikrometer Bereich dargestellt werden. Goldkolloide fungierten in dieser Arbeit nicht nur als Kristallisationstemplate und Formgeber, auch sie selbst wurden dahingehend modifiziert, dass sie drahtförmige Agglormerate im Nanometerbereich ausbilden. Dazu wurden Template aus Siliziumdioxid benutzt. Zum einen konnten Nanoröhren aus amorphen SiO2 in einer Sol Gel Methode dargestellt werden, zum anderen bediente sich diese Arbeit biologischer Siliziumoxid Hohlnadeln aus marinen Schwämmen isoliert. Goldkolloide wurden in die Hohlstrukturen eingebettet und die Struktur durch Ausbildung von Kolloid - Thiol Netzwerken mittels Dithiol Zugabe gefestigt. Die Gold-Nanodrähte im Bereich von 100 bis 500 nm wurden durch Auflösen des SiO2 - Templates freigelegt.

Preparation and study of magnetic thin film based sub-micron structures

Due to its high Curie temperature of 420K and band structure calculations predicting 100% spin polarisation, Sr2FeMoO6 is a potential candidate for spintronic devices. However, the preparation of good quality thin films has proven to be a non-trivial task. Epitaxial Sr2FeMoO6 thin films were prepared by pulsed laser deposition on different substrates. Differing from previous reports a post-deposition annealing step at low oxygen partial pressure (10-5 mbar) was introduced and enabled the fabrication of reproducible, high quality samples. According to the structural properties of the substrates the crystal structure and morphology of the thin films are modified. The close interrelation between the structural, magnetic and electronic properties of Sr2FeMoO6 was studied. A detailed evaluation of the results allowed to extract valuable information on the microscopic nature of magnetism and charge transport. Smooth films with a mean roughness of about 2 nm have been achieved, which is a pre-requisite for a possible inclusion of this material in future devices. In order to establish device-oriented sub-micron patterning as a standard technique, electron beam lithography and focussed ion beam etching facilities have been put into operation. A detailed characterisation of these systems has been performed. To determine the technological prospects of new spintronics materials, the verification of a high spin polarisation is of vital interest. A popular technique for this task is point contact Andreev reflection (PCAR). Commonly, the charge transport in a transparent metal-superconductor contact of nanometer dimensions is attributed solely to coherent transport. If this condition is not fulfilled, inelastic processes in the constriction have to be considered. PCAR has been applied to Sr2FeMoO6 and the Heusler compound Co2Cr0.6Fe0.4Al. Systematic deviations between measured spectra and the standard models of PCAR have been observed. Therefore existing approaches have been generalised, in order to include the influence of heating. With the extended model the measured data was successfully reproduced but the analysis has revealed grave implications for the determination of spin polarisation, which was found to break down completely in certain cases.

Molecular plating of thin lanthanide layers with improved material properties for nuclear applications

In der vorliegenden Arbeit werden Experimente beschrieben, die zu einem vertieften Verständnis fundamentaler Prozesse bei der elektrochemischen Herstellung von Dünnschichten, sog. Targets, für kernphysikalische und -chemische Studien führten. Targets wurden mittels 'Molecular Plating' (MP) hergestellt, indem eine Elektrodeposition aus organischem Medium in der Regel bei konstantem Strom in Zwei-Elektroden-Zellen. Die Resultate erlaubten, optimierte Herstellungs-bedingungen zu ermitteln, welche die Produktion deutlich verbesserter Targets erlaubten. MP bei konstantem Strom ist ein massentransportkontrollierter Prozess. Der angelegte Strom wird durch einen konstanten Fluss elektroaktiver Spezies zur Kathode – auf der die Schicht wächst – und Anode aufrechterhalten. Die Untersuchungen zeigten, dass das Zellenpotential des Elektrodepositionsystems immer durch den Ohm'schen Spannungsabfall auf Grund des Widerstandes der verwendeten Lösung dominiert wurde. Dies erlaubte die Herleitung einer Beziehung zwischen dem Zellenpotential und der Konzentration der elektroaktiven Spezies. Die Beziehung erlaubt die Erklärung des gemessenen zeitlichen Verlaufs des Zellenpotentials während der Abscheidung als Funktion der Elektrolytkonzentration. Dies dient als Basis, auf der nun ein umfassenderes Bild der Prozesse, die für die charakteristischen Minima im Potentialverlauf einer Abscheidung verantwortlich sind, gewonnen werden kann. Es konnte gezeigt werden, dass die Minima mit der fast vollständigen Entfernung (durch Abscheidung) der aus einem gelösten Salz erzeugten Nd-Ionen korrespondieren. Die abgeschiedene Spezies wurde als Nd3+ identifiziert, vermutlich als Carboxylat, Oxid oder Hydroxid, was auf Grund der hohen negative Werte des Standardredoxpotentials der Lanthanide verständlich erscheint. Von den vorliegenden elektroaktiven Spezies tragen die Nd3+ Ionen nur zu knapp 20% zum Gesamtstrom bei. Durch Elektrolyse tragen auch die Lösungsmittelkomponenten zu diese Strom bei. Die Gegenwart von elektrolysiertem Lösungsmittel wurde in Analysen der Dünnschichten bestätigt. Diese waren immer mit chemi- und physisorbierten Lösungsmittelmolekülen bedeckt. Die Analyse der Dünnschichten zeigte, dass die Oberflächen von einem furchenartiges Netz durchzogen waren, und dass diese während des Trocknen der Schichten nach dem MP entstanden. Ob die Schichten an Luft oder in inerter Atmosphäre trockneten, hatte keinen Einfluss. Es wurden Experimente mit mehreren Lösungsmitteln durchgeführt, die sich deutlich in ihren physikalischen Eigenschaften, v.a. dem Siedepunkt, unterschieden. Furchenfreie Dünnschichten konnten insbesondere bei MP in N,N-dimethylformamide (DMF) erzeugt werden. Die Verwendung von DMF in Kombination mit einer Abscheidung auf sehr glatten Substraten erlaubte die Produktion von sehr homogenen, glatten und defektfreien Schichten. Diese waren vermutlich geringeren inneren Spannungen während des Trocknens ausgesetzt, als Schichten auf raueren Substraten oder solche, die aus flüchtigeren Lösungsmitteln hergestellt wurden. Die Oberflächenrauigkeit des Substrats und das gewählte Lösungsmittel wurden so als Schlüsselfaktoren für die Produktion hochqualitativer Schichten identifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass mit MP eine sehr effiziente Methode zur Herstellung homogener Schichten mit exzellenter Ausbeute ist. In weiteren Experimenten mit dem primordialen Alpha-Emitter 147Sm als Modellisotop wurde die Eignung solcher Schichten als Alpha-Quelle untersucht. Sowohl die Energieauflösung als auch der Anteil der Alpha-Teilchen, die den Detektor erreichten, waren von den Quelleneigenschaften abhängig. Die Effekte wurden verschiedenen Variablen der Dünnschicht zugeordnet, welche die Alpha-Spektren beeinflussten. Dominant war die Wahl des Lösungsmittels und die Rauigkeit des Substrats. Dies beeinflusste Schichtdicke und -morphologie sowie die Art des Schichtwachstums und veränderte die Detektionseffizienz in Alpha-Messungen bis zu 15%. Nur homogene, ebene Schichten, die aus DMF auf glatten Substraten abgeschieden wurden, eignen sich optimal als Alpha-Quelle. Die gewonnenen Ergebnisse erlauben die optimierte Herstellung nuklearer Targets durch MP. Künftige Anwendungen beinhalten insbesondere die Herstellung von Targets für neutroneninduzierte Spaltexperimente und untergrundarmeAlpha-Messungen sehr kleiner Aktivitäten.

Screening and prediction of erosive potential

The literature on the erosive potential of drinks and other products is summarised, and aspects of the conduct of screening tests as well as possible correlations of the erosive potential with various solution parameters are discussed. The solution parameters that have been suggested as important include pH, acid concentration (with respect to buffer capacity and concentration of undissociated acid), degree of saturation, calcium and phosphate concentrations, and inhibitors of erosion. Based on the available data, it is concluded that the dominant factor in erosion is pH. The effect of buffer capacity seems to be pH dependent. The degree of saturation probably has a non-linear relationship with erosion. While calcium at elevated concentrations is known to reduce erosion effectively, it is not known whether it is important at naturally occurring concentrations. Fluoride at naturally occurring concentrations is inversely correlated with erosive potential, but phosphate is probably not. Natural plant gums, notably pectin, do not inhibit erosion, so they are unlikely to interfere with the prediction of erosive potential. The non-linearity of some solution factors and interactions with pH need to be taken into account when developing multivariate models for predicting the erosive potential of different solutions. Finally, the erosive potential of solutions towards enamel and dentine might differ.