Nanopartículas de CeO2 modificadas com Er obtidas pelo método hidrotermal microondas: estudo fotoluminescente

The development of nanostructured materials have aroused great interest of the industries all over the country, since they enable the development of devices that can be used as gate insulators on silicon transistors, electrochromic devices, solid electrolyte oxygen sensors and as a photoluminescent materials . In this project, it is proposed to investigate the optical properties of CeO2 modified with rare earth Er processed in hydrothermal-microwave. The synthesis of one-dimensional nanostructures (1D) was measured from dilute aqueous solutions of acids and salts of starting reagents in the presence of chemical basis, after these aqueous solutions were processed on hydrothermal-microwave to particle growth. The particles obtained after processing were characterized by X-ray Diffraction, Rietveld Analysis and Raman Spectroscopy. The particle morphology was observed by scanning electron microscopy with field emission gun. The synthesis of 1D nanostructures are evaluated for different surfactants and starting precursors (ceria different salts), pH, temperature and pressure which can modify the morphology of the nanostructures. Combining laboratory experiments and theoretical calculations it was desired to understand the organization of the nanoparticles and their resulting structure. Strict control of chemical homogeneity, crystal structure, microstructure and interaction of the CeO2 cluster with different surfactants using the Hartree-Fock method, was intended to obtain properties compatible with their use in catalysts and optical devices. The use of mineralizer agent KOH and 8 minutes of processing time synthesis conditions were chosen to evaluate the effect of Er dopant. It has been proved that this doping with rare earth increases the photoluminescent properties of the compound obtained without change the structural and morphological propreties of ceria

Caracterização da liga Ti-30Ta após tratamento biomimético associado à incorporação de antibiótico

Surface treatments have been used to modify the surface of titanium alloys. The purpose of this study is to evaluate the surface of Ti-30Ta alloy after biomimetic approach associated to antibiotic incorporation. The ingots were obtained in arc melting furnace, treated and cold-worked by swaging. The surface treatment was performed in two steps: biomimetic treatment and antibiotic incorporation. For biomimetic treatment, first an alkaline treatment (NaOH 1M at 60ºC) was performed, followed by heat treatment and immersion in SBFx5 (Simulated Body Fluid) for a period of 24 hours. In order to incorporate the antibiotic, samples were immersed in a solution formed by drugs plus SBFx5 for 48 hours. The sample surfaces were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), X-Ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and contact angle measurements. The release of antibiotic from coated implants was measured in phosphate buffer saline at pH 7.4 by using UV/VIS spectrometry. Results have shown changes on the surface after incorporating the drug, which is gradually co-precipitated with the Ca-P crystals, forming a uniform and rough layer on the metal surface

Caracterização da liga Ti-15Zr visando aplicações biomédicas

With advances in health care, has been na increase of demand for material that could replace the functions of the human body parts, thus evolved biomedic prosthesis which today are responsible for the constant improvement of the quality of life. The Titanium alloys are widely used as implants due to its properties, like high mechanical resistance, biocompatibility and corrosion resistance, and the addition alloying elements like Zirconium, may improve some of those properties. Such properties are related to the microstructure and consequently to the type of processing performed. The purpose of this dissertation was to characterize the experimental alloy Ti15Zr after route of processsing and heat treatment in order to extend the knowledge about this alloy. The latter has been abtained by fusion of pure metals in a arc melting furnace with an inert argon atmosphere. The material has been homogenized in a tube furnace at 950ºC for 24h and cold worked by swaging, after that, bars with 10 mm of diameter were obtained by the process of rotary forging. The samples were solubilized at 900º C for 2 hours and quenched in water. After that, 4 samples were submitted to the aging, at 400º C, 450º C, 500º C and 550º C. The microstructure and phase analysis was done by optical microscopy and X-rays diffraction (XRD), the mechanical characterization was carried out by microhardness test and finally, evaluation of corrosion resistance of the alloy by electrochemical tests. The XRD and the optical microscopy made it possible to analyze that the heat treatment influenced the phase shifting from α to α', and probably affected the alloy hardness, at the first aged sample at 500º Chas been a sudden increase in the value of hardness, probably by appearance of omega phase, unwanted phase to the medical application duo to great fragility, and finally ... (Complete abstract click electronic access below)

Estudo e desenvolvimento de filmes espessos de CeO2 obtidos por tape casting

Tape Casting proved to be an effective method for the production of thick films of CeO2 pure and doped with La. For this study, the nanoparticles used to form the slurry were synthesizes by the H-M method, at 100°C for 8 minutes, using KOH mineralizer. The slurry was made in aqueous solvent, requiring optimal control of surroundings conditions so that the produced tape has conditions to be studied. However, there's no toxicity or flammability in the film made by such solvent, being pleasing to the environment. The structural, optical and electrical properties of the films obtained by the Tape Casting process were studied by the methods of X-ray diffraction, scanning electron microscopy, specific surface area, Ultraviolet-visible spectroscopy and voltage-current measures, varying the electric field and frequency. From the results obtained by laboratory experiments, based on the literature, it was possible to reveal and understand some CeO2 features pure and doped with La

Structural, Spectroscopic (NMR, IR, and Raman), and DFT Investigation of the Self-Assembled Nanostructure of Pravastatin-LDH (Layered Double Hydroxides) Systems

Layered double hydroxide (LDH) nanocontainers, suitable as carriers for anionic drugs, were intercalated with Pravastatin drug using magnesium-aluminum and zinc-aluminum in a M-II/Al molar ratio equal 2 and different Al3+/Pravastatin molar ratios. Postsynthesis treatments were used in order to increase the materials crystallinity. Hybrid materials were characterized by a set of physical chemical techniques: chemical elemental analysis, X-ray diffraction (XRD), mass coupled thermal analyses, vibrational infrared and Raman spectroscopies, and solid-state C-13 nuclear magnetic resonance (NMR). Results were interpreted in light of computational density functional theory (DFT) calculations performed for Sodium Pravastatin in order to assign the data obtained for the LDH intercalated materials. XRD peaks of LDH-Pravastatin material and the one-dimensional (1D) electron density map pointed out to a bilayer arrangement of Pravastatin in the interlayer region, where its associated carboxylate and vicinal hydroxyl groups are close to the positive LDH. The structural organization observed for the stacked assembly containing the unsymmetrical and bulky monoanion Pravastatin and LDH seems to be promoted by a self-assembling process, in which local interactions are maximized and chloride ion cointercalation is required. It is observed a high similarity among vibrational and C-13 NMR spectra of Na-Pravastatin and LDH-Pravastatin materials. Those features indicate that the intercalation preserves the drug structural integrity. Spectroscopic techniques corroborate the nature of the guest species and their arrangement between the inorganic layers. Changes related to carboxylate, alcohol, and olefinic moieties are observed in both vibrational Raman and C-13 NMR spectra after the drug intercalation. Thus, Pravastatin ions are forced to be arranged as head to tail through intermolecular hydrogen bonding between adjacent organic species. The thermal decomposition profile of the hybrid samples is distinct of that one observed for Na-Pravastatin salt, however, with no visible increase in the thermal behavior when the organic anion is sequestrated within LDH gap.

Caracterização de neossolos regolíticos da região semiárida do Estado de Pernambuco

Estudos de caracterização de solos em regiões ainda pouco exploradas, além de disponibilizarem e ampliarem a base de informações sobre as mais distintas ordens de solos do território nacional, também permitem sistematizar informações sobre suas propriedades, que poderão servir de subsídio para o desenvolvimento de práticas de manejo e uso sustentável das terras. Entre os principais solos recorrentes na região semiárida pernambucana, destacam-se os Neossolos Regolíticos, os quais perfazem aproximadamente 27 % da superfície do Estado e recobrem importantes áreas voltadas à produção agrícola, especialmente à agricultura familiar. Considerando a possibilidade de ocorrência de Neossolos Regolíticos com distintas propriedades físicas, químicas ou mineralógicas, em razão da existência de distintos contextos geológicos e climáticos ao longo do Estado de Pernambuco, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar física, química e mineralogicamente Neossolos Regolíticos ao longo da região semiárida do Estado de Pernambuco, bem como relacionar os solos com sua litologia. Para isso, foram selecionados cinco perfis de Neossolos Regolíticos em diversos municípios do Estado de Pernambuco (P1=São Caetano, P2=Lagoa do Ouro, P3=Caetés, P4=São João e P5=Parnamirim). Os perfis foram descritos morfologicamente, coletando-se amostras de todos os horizontes do solo e da rocha do embasamento. Foram realizadas análises físicas e químicas para fins de classificação de solos, análises mineralógicas das frações grossas (cascalho e areia) por microscopia óptica e das frações silte e argila por difração de raios X, além de análises petrográficas das amostras de rochas. De acordo com os resultados, observou-se a ocorrência de solos semelhantes e com pequeno grau de desenvolvimento pedogenético, variando de medianamente a muito profundos, com sequência de horizontes A-AC-C e Cr e textura arenosa a média. Dois perfis apresentaram caráter solódico em profundidade. Todos os solos apresentaram baixos teores de matéria orgânica e P disponível. Apesar dos baixos teores de cátions trocáveis, todos os perfis são eutróficos. A assembleia mineralógica das frações cascalho, areia e silte é constituída essencialmente por quartzo, seguido de feldspatos e mica, corroborando a constituição petrográfica analisada. A caulinita é o principal argilomineral da fração argila em todos os perfis e horizontes estudados, indicando um importante processo de monossialitização em solos autóctones, em clima caracteristicamente semiárido. No perfil P2, devido à posição mais baixa do solo na paisagem, ocorreram minerais esmectíticos com misturas de fases entre montmorilonita, beidelita ou nontronita, identificados pela análise de DRX, empregando o teste de Greene-Kelly.

Alteração mineralógica de Neossolos em uma climo-litossequência no Planalto do Rio Grande do Sul

No Estado do Rio Grande do Sul (RS), os Neossolos Litólicos e Neossolos Regolíticos são solos que têm sofrido forte pressão de uso, demandando maior conhecimento sobre sua gênese e mineralogia. O objetivo deste trabalho foi determinar o grau de intemperismo de Neossolos Litólicos e Neossolos Regolíticos, avaliando-se a alteração dos minerais em perfis dispostos em uma climo-litossequência no Planalto do RS, através de técnicas de dissolução química e difração de raios X. Foram identificados dois grupos de solos com graus de alteração distintos. O primeiro é constituído pelos perfis da porção Oeste da climo-litossequência (P1, P2 e P3) e encontra-se no estádio entre a bissialitização e a monossialitização, com predomínio de esmectita com hidroxi-Al entrecamadas (EHE), caulinita e hematita na fração argila. O segundo é representado pelos perfis da porção Leste (P4 e P5), encontrando-se no estádio entre a monossialitização e a ferralitização, com predomínio de caulinita e goethita e presença de gibbsita e EHE na fração argila. Os resultados sugerem maior influência do clima na alteração dos perfis. Os índices ki e kr não foram eficientes em representar a condição de alteração secundária dos perfis de Neossolos.

Preparação e caracterização de materiais híbridos celulose/NbOPO4.nH2O a partir de celulose branqueada de bagaço de cana-de-açúcar

Este trabalho descreve a preparação e caracterização do híbrido celulose/fosfato de nióbio hidratado (Cel/NbOPO4.nH2O) utilizando como material de partida a celulose branqueada de bagaço de cana-de-açúcar e o nióbio metálico. O híbrido foi preparado por dois métodos: denominados métodos I e II. O método I consistiu na dissolução do nióbio metálico em solução de ácido fluorídrico/nítrico (100:10), com tempo de contato de 16 horas entre a celulose branqueada do bagaço de cana-de-açúcar e a solução ácida. Adicionou-se a essa solução ácido fosfórico para precipitação do material. O método II foi semelhante, com proporções diferentes da solução ácida fluorídrico/nítrico (160/100), sem tempo de contato da celulose com a solução ácida. Os métodos I e II utilizaram as seguintes proporções de cel/ Nb2O5.nH2O: (10:10);(10:6) e (10:2). Os materiais preparados pelos métodos I e II foram caracterizados por difração de raios X (DRX), termogravimetria (TG/DTG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Observou-se aumento do índice do grau de cristalinidade e mudanças na morfologia dos materiais preparados.

Um estudo comparativo entre chapas produzidas pelos processos de lingotamento contínuo e de lingotamento semicontínuo da liga AA4006: microestrutura e textura cristalográfica

Nesse trabalho, foi realizado um estudo comparativo da microestrutura e da textura cristalográfica entre chapas da liga AA4006 produzidas por dois processos industriais de lingotamento: contínuo (Twin roll caster TRC) e semicontínuo (Direct chill DC). Para a caracterização microestrutural, foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica com luz polarizada, microscopia eletrônica de varredura, medidas de condutividade elétrica e ensaios de dureza Brinell. A textura cristalográfica foi determinada por difração de raios X. Foram detectadas e discutidas diferenças significativas nas morfologias e distribuições de grãos e de partículas de fases intermetálicas. O estudo da textura cristalográfica foi realizado ao longo da espessura das tiras e os resultados mostraram variações significativas da textura entre as chapas ao longo da espessura. A chapa produzida por lingotamento contínuo apresentou uma típica textura de cisalhamento, nas proximidades de sua superfície, enquanto que, nas regiões mais internas, a fibra β foi observada.

Caracterização de resíduos industriais visando a seu aproveitamento na fabricação de aço

Esse trabalho consiste na caracterização do resíduo de mármore, lama fina de aciaria e borra de alumínio, para averiguar a viabilidade técnica da utilização de tais resíduos na dessulfuração e desfosforação de ferro-gusa líquido. A caracterização desses resíduos foi feita através de análises químicas, granulométricas, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura (MEV) com micro análise por Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDS). A lama fina de aciaria apresenta um teor de FeO de 84,90%, o resíduo de mármore apresentou um teor de 61,5% de CaO e 33,9% de MgO e a borra de alumínio apresentou 36,5% de Al metálico e 62% de Al2O3. A granulometria do resíduo de mármore apresentou um tamanho de grão médio igual 42,810 µm. Já, na borra de alumínio, o tamanho médio foi de 101,803 µm. A lama fina de aciaria LD apresentou, em torno de 54,7% de sua granulometria, entre 0,15 e 0,075mm. Esses resultados apontam para a viabilidade técnica da utilização desses materiais na dessulfuração e desfosforação do ferro-gusa.

Effects of synthesis conditions on the nanostructre of CexZr1-xO2 mesoporous ceramics.

CexZr1-xO2 (0.5 ≤ x ≤ 0.9) were synthesized with Zr and Ce chloride precursors, using the triblock copolymer Pluronic P123 and HCl (2 mol/L). The pH adjustment was performed in two ways: synthesis A used 11.4 mL of a NH4OH solution added at once to the initial mixture, composed by metal precursors and template in HCl; synthesis B was done by dripping slowly until the change of pH value (between 3 and 6). In this work, CexZr1-xO2 samples synthesized by these two processes are compared. The effects of pH values in materials characteristics were also evaluated. These samples were analysed by X-Ray Diffraction (XRD) with Rietveld refinement, and Nitrogen Adsorption/Desorption. In both processes, the studied materials presented two crystalline phases of CexZr1-xO2 solid solution: cubic and tetragonal. The synthesis A also presented a tetragonal phase of ZrO2. The average crystallite size and the Brunauer- Emmett-Teller (BET) surface area are bigger in process A. Both processes give samples with a mesoporous structure.

Structural and vibrational study of 8-hydroxyquinoline-2-carboxaldehyde isonicotinoyl hydrazone: a potential metal-protein attenuating compound (MPAC) for the treatment of Alzheimer's disease

A comprehensive structural and vibrational study of the potential metal-protein attenuating compound 8-hydroxyquinoline-2-carboxaldehyde isonicotinoyl hydrazone is reported. X-ray diffraction data, as well as FT-IR and Raman frequencies, were compared with the respective theoretical values obtained from DFT calculations. Theory agrees well with experiment. In this context, an attempt of total assignment concerning the FT-IR and Raman spectra of the title compound was performed, shedding new light on previous partial assignments published elsewhere.

Influence of the network modifier on the characteristics of MSnO3 (M=Sr and Ca) thin films synthesized by chemical solution deposition

CaSnO3 and SrSnO3 alkaline earth stannate thin films were prepared by chemical solution deposition using the polymeric precursor method on various single crystal substrates (R- and C-sapphire and 100-SrTiO3) at different temperatures. The films were characterized by X-ray diffraction (θ-2θ, ω- and φ-scans), field emission scanning electron microscopy, atomic force microscopy, micro-Raman spectroscopy and photoluminescence. Epitaxial SrSnO3 and CaSnO3 thin films were obtained on SrTiO3 with a high crystalline quality. The long-range symmetry promoted a short-range disorder which led to photoluminescence in the epitaxial films. In contrast, the films deposited on sapphire exhibited a random polycrystalline growth with no meaningful emission regardless of the substrate orientation. The network modifier (Ca or Sr) and the substrate (sapphire or SrTiO3) influenced the crystallization process and/or the microstructure. Higher is the tilts of the SnO6 octahedra, as in CaSnO3, higher is the crystallization temperature, which changed also the nucleation/grain growth process.

ScPdZn and ScPtZn with YAlGe type structure: group-subgroup relation and 45Sc solid state NMR spectroscopy

The intermetallic compounds ScPdZn and ScPtZn were prepared from the elements by high-frequency melting in sealed tantalum ampoules. Both structures were refined from single crystal X-ray diffractometer data: YAlGe type, Cmcm, a = 429.53(8), b = 907.7(1), c = 527.86(1) pm, wR2 = 0.0375, 231 F2 values, for ScPdZn and a = 425.3(1), b = 918.4(2), c = 523.3(1) pm, wR2 = 0.0399, 213 F2 values for ScPtZn with 14 variables per refinement. The structures are orthorhombically distorted variants of the AlB2 type. The scandium and palladium (platinum atoms) build up ordered networks Sc3Pd3 and Sc3Pt3 (boron networks) which are slightly shifted with respect to each other. These networks are penetrated by chains of zinc atoms (262 pm in ScPtZn) which correspond to the aluminum positions, i.e. Zn(ScPd) and Zn(ScPt). The corresponding group-subgroup scheme and the differences in chemical bonding with respect to other AlB2-derived REPdZn and REPtZn compounds are discussed. 45Sc solid state NMR spectra confirm the single crystallographic scandium sites. From electronic band structure calculations the two compounds are found metallic with free electron like behavior at the Fermi level. A larger cohesive energy for ScPtZn suggests a more strongly bonded intermetallic than ScPdZn. Electron localization and overlap population analyses identify the largest bonding for scandium with the transition metal (Pd, Pt).

Desenvolvimento de hidroxiapatita contendo prata via precipitação e imersão: avaliação do efeito antimicrobiano

A utilização de substitutos ósseos para recuperação da função perdida é uma constante busca dentro da área médica. Por isso os biomateriais têm recebido uma atenção muito grande por parte da comunidade científica, dentre eles os materiais a base de fosfato de cálcio. A hidroxiapatita, Ca10 (PO4)6 (OH) 2, tem sido muito estudada, pois além de representar a constituição da massa dos ossos naturais e dentes em 30 a 70%, possui propriedades de bioatividade e osteocondutividade, favorecendo e auxiliando o crescimento do tecido ósseo. Em contrapartida, infecções bacterianas podem surgir após o implante ocasionando a perda da funcionalidade a curto e médio prazo. Várias alternativas estão sendo testadas, geralmente associadas ao uso de antibióticos convencionais incorporados aos biomateriais. Uma alternativa a tais antibióticos seria a utilização de metais que possuem propriedades antibacterianas. A prata (Ag) é conhecida como um metal bactericida e por isso ganhou lugar de destaque dentre os estudos como um aliado importante no controle das infecções pós-cirúrgicas. Este trabalho teve como objetivo sintetizar, caracterizar e avaliar o efeito antimicrobiano da adição de íons de prata em hidroxiapatita. Foram obtidos pós de hidroxiapatita contendo prata (HAAg), nas concentrações de 0,1M; 0,01M e 0,001M pelo método de precipitação em temperatura ambiente e por imersão do pó de hidroxiapatita em soluções aquosas. As fases cristalinas e os grupamentos iônicos foram analisados para cada condição por técnicas de difração de raios X (DRX) e espectroscopia no infravermelho (IV) respectivamente. As informações sobre a morfologia e identificação de elementos químicos foi realizado pela técnica de microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva (MEV EDS). As avaliações antimicrobianas foram realizadas por ensaios qualitativos e quantitativos, o ensaio qualitativo utilizou o teste de halo de difusão em disco para Staphylococcus aureus e Escherichia coli e o ensaio quantitativo utilizou contagem de bactérias para as cepas de Staphylococcus aureus. Os resultados de DRX e IV indicaram que independentemente do método de obtenção da HAAg foi possível observar a presença de prata metálica caracterizada pelos picos em 2θ=38,1º e 44,3º nas amostras HAAg0,1Im, HAAg0,1Pr e HAAg0,01Pr. Observou-se também a presença de AgO, correspondente ao pico em 2θ=37,5º nas amostras de HAAg0,01Pr e HAAg0,001Pr. Nos espectros de IV estão presentes as bandas que caracterizam a fase HA, referentes aos grupamentos PO43-, OH- e CO32-. Analisados em conjunto os ensaios qualitativos e quantitativos, as amostras HAAg0,01Im e HAAg0,001Im sintetizadas por imersão indicaram os melhores resultados para o ensaio de disco difusão, por apresentarem formação de halo inibição do crescimento bacteriano para a bactéria S. aureus. Para os ensaios quantitativos as amostras obtidas por precipitação com concentrações 0,1M e 0,01M de prata apresentaram melhor resultado por inibirem o crescimento bacteriano para as cepas S. aureus.