Eletrodeposição de níquel em silício tipo-n monocristalino

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas.O principal objetivo deste trabalho é obter filmes finos de níquel sobre substratos de silício tipo-n (100) monocristalino através da técnica de eletrodeposição potenciostática e caracterizá-los através de diferentes técnicas de análises físicas.A configuração experimental adotada para a eletrodeposição desses filmes consiste de uma célula eletroquímica com três eletrodos, uma solução eletrolítica, utilizada como fonte de íons metálicos, e um potenciostato. Para a obtenção de uma solução favorável a produção de um bom depósito, ou seja, filmes com granulometria regular, baixa rugosidade, boa aderência ao substrato e aspecto metálico foram testadas diferentes soluções contendo sulfato de níquel (NiSO4), o eletrólito de suporte sulfato de sódio (Na2SO4) e o aditivo ácido bórico (H3BO3). As soluções foram estudadas através de técnicas fisico-químicas como Voltametria Cíclica (CV) e transientes de corrente (ixt).Os filmes finos preparados a partir de soluções contendo alta concentração de sulfato de níquel (1.0M NiSO4) e a adição de sulfato de sódio (1.0M Na2SO4) e ácido bórico (0.5M H3BO3) apresentaram os melhores resultados do ponto de vista de morfologia superficial e, portanto, foram submetidos a etapas adicionais de caracterização através de várias técnicas físicas. As técnicas utilizadas para a análise e caracterização desses filmes foram a Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM - Scanning Electron Microscopy), Microscopia de Força Atômica (AFM - Atomic Force Microscopy), Difração de raios-X (XRD - X-Ray Diffraction), Espectroscopia de Retroespalhamento Rutherford (RBS - Rutherford Backscathering), curvas elétricas IxV (curvas de diodo) e CxV (capacitância versus potencial) e Magnetometria de Efeito Kerr transversal. Observou-se que a eletrodeposição de filmes de níquel sobre silício proporcionou a formação de um contato metal/semicondutor com características retificadoras devido a formação de barreira de potencial (Barreira Schottky) na junção. Este contato foi caracterizado eletricamente através da obtenção do fator de idealidade, da altura de barreira Schottky e da corrente de saturação reversa. Através das diferentes técnicas de caracterização observou-se também que os filmes obtidos a partir da solução concentrada de níquel (1.0M NiSO4) apresentam granulometria regular, baixa rugosidade, boa aderência ao substrato de silício, aspecto metálico, tendência de texturização com o aumento de espessura, características retificadoras e comportamento ferromagnético superficial. Como conclusão, constata-se que a técnica de eletrodeposição, modo potenciostático, é adequada para a preparação de filmes finos de níquel em substratos de silício para serem utilizados em aplicação tecnológicas

β-Cyclodextrins as Encapsulating Agents of Essential Oils

Many scientific studies have made advances in the ability to encapsulate natural extracts by cyclodextrins. These studies have addressed the physical and chemical conditions of the encapsulation reactions, employed several types of essential oils and characterized the microcapsules as to their ability to release encapsulated active principles. The essential oils studies with cyclodextrin encapsulation processes have been highly varied. However, the most studied are the essential oils with antimicrobial and antioxidant capacities. The essential antimicrobial and antioxidant oils are easily degraded. In the presence of oxygen, they are oxidized, and at low temperatures, they are volatilized and decomposed. Thus, cyclodextrins are coatings capable of protecting these essential oils from environmental conditions and agents capable of promoting oil degradation, in addition to controlling their release. In this chapter of the book, we review scientific papers that examine the encapsulation of antimicrobial essential oils and antioxidant essential oils with β-cyclodextrins

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOCOMPOSTOS DE HIDRÓXIDO DE MAGNÉSIO E DE ALUMÍNIO

O atual desenvolvimento em nanotecnologia visa manipular materiais e estrutura em escala nanométricas, a fim de obter novas propriedades não observadas em tamanho micro ou macroscópico. As nanopartículas têm uma área de superfície elevada. Quando dispersas em matrizes poliméricas promovem alterações nas propriedades da matriz, como a interação química específica entre as cargas de reforço e o polímero. A fim de melhorar as propriedades térmicas em materiais poliméricos, vem-se utilizando aditivos retardantes de chamas a base de nanocompostos. O hidróxido de alumínio e o hidróxido de magnésio são exemplos de retardantes. O Al(OH)3, além de agir como retardante de chama, também é supressor de fumaça. Possui baixo custo e baixa toxidade, devido a não liberação de gases tóxicos ou substâncias corrosivas durante a queima. O Mg(OH)2 é o segundo aditivo mais utilizado, porém é mais caro que o Al(OH)3. Por outro lado, sua temperatura de decomposição é mais elevada, o que o torna mais adequado para uso em aplicações de termoplásticos. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo obter nanocompostos de Al(OH)3 e Mg(OH)2, com finalidade de uso como aditivo retardante de chama. A preparação dos hidróxidos foi feita por precipitação. Para tal, adicionou-se uma solução 0,1 mol.L-1 de nitrato de magnésio Mg(NO3)2 ou nitrato de alumínio Al(NO3)3 sobre uma solução 0,1 mol.L-1 de NaOH, na proporção de 1:2 e 1:3, em volume, respectivamente. Para evitar a aglomeração do precipitado, foram utilizados agentes anticoalescentes. Os géis formados foram lavados, secos em estufa a 60ºC. Os sólidos obtidos foram masserados em um moinho tipo periquito. Os hidróxidos foram caracterizados por DRX e por ensaio granulométrico. Os resultados mostraram a obtenção de hidróxido de magnésio e de alumínio, na forma de nanocompostos. Com isso, torna-se possível a inserção desses materiais em matriz polimérica, com vistas à produção de compósitos retardantes de chama.

Photocatalytic Adsorbents Nanoparticles

Photocatalysis and high adsorption coupling in a same nanoparticle have been emerged as a prominent class of cost-effective materials to degrade recalcitrant contaminants in wastewater. α-Hematite, metal-organic frameworks and TiO2 nanocomposites have been investigated due to their features that overcome the other conventional photocatalysts and adsorbents to remove contaminants in aqueous medium. Several methods are applied to synthesize these nanostructures with different properties and physicochemical features and a brief review is shown to these well-established techniques to provide an understanding for the construction and application of these advanced materials

Avaliação do efeito do tratamento corona na performance de estabilizadores de UV em filmes de PEBD

A indústria de polímeros tem passado por muitos avanços na última década, dentre eles, podem-se citar asinovações em processamento e no uso de aditivos, o que permite que eles sejam utilizados em diversas aplicações,especialmente quando expostos ao ambiente externo. Porém, para algumas aplicações específicas, opolímero precisa ser submetido a tratamentos de superfície, com o objetivo de aumentar a rugosidade superficial.Por este motivo, muito ainda precisa ser estudado no que diz respeito aos aditivos utilizados no processamentode polímeros quando ele é submetido a processos de transformação, podendo-se citar o tratamentocorona. Desta forma, este trabalho tem o objetivo de avaliar as modificações estruturais causadas em aditivosestabilizantes presentes em filmes poliméricos quando são submetidos a tratamento corona. Três diferentesabsorvedores de UV foram avaliados: benzofenona, benzotriazol e triazina. Os filmes foram processados porspin coating e submetidos à radiação ultravioleta, com o objetivo de simular a exposição externa do polímeroe a tratamento corona. Analisando os resultados obtidos, pode-se perceber que o único aditivo que resistiu àscondições de tratamento foi o benzotriazol, mantendo a absorção da radiação ultravioleta, mesmo após o tratamentocorona e protegendo o polímero da degradação UV. Os outros aditivos sofreram processos degradativos,causadas pelo tratamento corona, e a absorção da radiação ultravioleta, apresentada previamente, deixade existir.Palavras-chave: Aditivo. Tratamento Corona. Filme Polimérico. Estabilizante. Radiação UV

Caracterização Físico-Química da Cinza de Casca de Arroz Oriunda do Processo Termelétrico do Sul de Santa Catarina - Brasil

No Sul de Santa Catarina há usinas termelétricas que empregam a casca de arroz como combustível para a geração de energia elétrica. Como resultado, milhares de toneladas de cinza de casca de arroz (CCA) são geradas como resíduo do processo termelétrico. Este artigo apresenta resultados dos estudos de caracterização da CCA com vistas na sua aplicação futura como carga de materiais poliméricos ou similares. A CCA foi doada por uma termelétrica situada no sul de Santa Catarina e foi submetida a moagem e caracterização granulométrica, a análises térmicas com calorimetria diferencial de varredura (DSC), termogravimentria (TG) e dilatometria, a avaliação da estrutura por difração de raios-x e a análises química por fluorescência de raios-X. Os resultados indicaram um resíduo com baixo teor de material orgânico e com estrutura cristalina predominante contendo fases de cristobalita e quartzo. A CCA apresentou potencialidade de uso como carga após o tratamento térmico com temperaturas acima de 500 oC, com a obtenção de cristobalita na fase b, ausente de material orgânico e com tamanho de partícula abaixo de 7µm

Lanthanides Effects on TiO2 Photocatalysts

Semiconductors have been evaluated to heterogeneous photocatalysis degradation of recalcitrant contaminants in aqueous media due to the capacity of mineralizing these compounds under UV or visible light irradiation. However, this process has the inherent feature of photogenerated charges recombination and the high bandgap energy of the electronic structure of some semiconductors that can reduce the formation of reactive oxygen species, which are responsible for the compound degradation. In this context, structural modifications in semiconductors have been proposed to enhance the photocatalytic activity, such as doping processes with elements that are capable of generating superficial defects that capture the formed electrons, avoiding the recombination, or increasing the density of –OH groups or water molecules on the surface of the catalyst, which can enhance the formation of hydroxyl radicals. Therefore, this brief review is proposed to show the role of lanthanides in the TiO2 doping and the synthesis method applied, as well as the results discussed in the literature

Propriedades qualitativas e quantitativas da cevada submetida ao tratamento de sementes com nanopartículas de óxido de zinco

A cevada apresenta potencial produtivo para diversas regiões do País, porém seu cultivo ainda é limitado em razão de problemas quanto à incidência de moléstias e à elevada exigência nutricional que restringe a produção, como a deficiência de zinco. O presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do tratamento de sementes de cevada com nanopartículas de óxido de zinco (ZnO). O delineamento experimental foi de blocos completos ao acaso em esquema de parcela subdividida (2 x 4 x 6), com três repetições, em que foram alocados os cultivares ANAG 01 e BRS BRAU, o tempo de exposição às nanopartículas foi de 90, 180, 270 e 360 minutos e as concentrações foram de 0 mg/L, 75 mg/L, 150 mg/L, 225 mg/L, 300 mg/L e 375 mg/L. Foram realizadas avaliações da cultura: teor de clorofila, número de grãos por espiga, número de afilhos por linha, número de espigas por linha, área foliar dos afilhose rendimento. Para as variáveis teor de clorofila, área foliare rendimento somente os cultivares diferiram significativamente. O número de grãos por espiga apresentou interação cultivar versus tempo de aplicação. As variáveis número de afilhos e de espigas por linha apresentam interação dos fatores tempo e concentração. Em face dos resultados obtidos há necessidade de maior aprofundamento no estudo para padronizar tempo e concentração em relação aos cultivares utilizados, para, assim, averiguar possíveis efeitos de sua utilização em tratamentos para sementes de cevada.Palavras-chave: Hordeum vulgare L. Nanotecnologia. Nutrição. Óxido de zinco

Estudo do efeito dos parâmetros de síntese na condutividade elétrica do compósito fluoreto de polivinilideno / polianilina

The electroactive polymers have been the subject of many studies in the last decade, mainly because itsunique properties. They are used in composite structures, which allow its application in many fields, as forexample, sensors and artificial muscles. The electrical properties of these composites are influenced by thedoping state of the electroactive polymer, which is controlled during its synthesis process. Therefore, thiswork aimed to evaluate how the synthesis parameters influence the electrical conductivity of the compositePANI/PVDF.The synthesis parameters evaluated were the concentrations of monomer, initiator and dopant,and the synthesis time. PANI was obtained by chemical polymerization in a solution containing PVDF andthe solvent DMF. To evaluate possible changes in the chemical structure of the composite, the samples weresubmitted to FT-IR and XRD analysis. It was possible to conclude that the parameters relative to the productionof PANI directly influence in the electrical conductivity of the composite. So, the sample produced withmajor quantities of monomer, initiator and dopant were statistically significant to increase the electrical propertyof the composite

Toxicity effects of magnesium oxide nanoparticles: a brief report

In this work, magnesium oxide nanoparticles were synthesized by the sol-gel route and their ecotoxicity was tested in worms of the Eisenia andrei species. Magnesium oxide nanoparticles were characterized by XRD, surface area via BET, TEM and SEM-FEG/EDS. The lethality test with Eisenia andrei earthworm species followed the recommendations of ISO 11268-1 (ISO, 2012) in a completely randomized design with six replicates for each concentration tested (1.06, 2.12, 4.24, 8.48 and 16.96 μg of NPs-MgO/kg of soil), plus the control. The concentrations were mixed to the tropical natural soils, Entisol Typic Quartzipsamments and Oxisol, with no agricultural use history. The morphological and structural analyses of the nanoparticles indicated the formation of magnesium oxide with cubic structure, constituting agglomerates of nanostructures of the order of 20 to 50 nm. The results of toxicity were submitted to analysis of variance (ANOVA One-way), followed by the Dunnett test (p 0.05). Based on standardized toxicological tests it was found that NPs-MgO, at the concentrations tested, did not affect the survival of Eisenia andrei species in the natural soils studied.Keywords: Terrestrial toxicity of nanoparticles, edaphic fauna, Terrestrial toxicity of magnesium oxide nanoparticles.