Navegando por Autor "Barboza, Ana Paula Moreira"
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Item Aerosol-printed MoS2 ink as a high sensitivity humidity sensor.(2022) Pereira, Neuma das Mercês; Rezende, Natália Pereira; Cunha, Thiago Henrique Rodrigues da; Barboza, Ana Paula Moreira; Silva, Glaura Goulart; Lippross, Daniel; Neves, Bernardo Ruegger Almeida; Chacham, Helio; Ferlauto, Andre Santarosa; Lacerda, Rodrigo GribelMolybdenum disulfide (MoS2) is attractive for use in nextgeneration nanoelectronic devices and exhibits great potential for humidity sensing applications. Herein, MoS2 ink was successfully prepared via a simple exfoliation method by sonication. The structural and surface morphology of a deposited ink film was analyzed by scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy, and atomic force microscopy (AFM). The aerosol-printed MoS2 ink sensor has high sensitivity, with a conductivity increase by 6 orders of magnitude upon relative humidity increase from 10 to 95% at room temperature. The sensor also has fast response/recovery times and excellent repeatability. Possible mechanisms for the water-induced conductivity increase are discussed. An analytical model that encompasses two ionic conduction regimes, with a percolation transition to an insulating state below a low humidity threshold, describes the sensor response successfully. In conclusion, our work provides a low-cost and straightforward strategy for fabricating a highperformance humidity sensor and fundamental insights into the sensing mechanism.Item Caracterização de nanoestruturas de sulfeto de chumbo por microscopia de varredura por sonda.(2020) Beato, Felipe Rafael Gomes; Barboza, Ana Paula Moreira; Prado, Mariana de Castro; Barboza, Ana Paula Moreira; Pinto, Elisângela Silva; Almeida, Ive Silvestre deApós a obtenção experimental do grafeno em 2004, iniciou-se uma corrida para se conseguir novos materiais bidimensionais - como são chamados materiais com espessura de um ou poucos átomos. Esses materiais possuem propriedades únicas ligadas às suas dimensões, prometendo protagonizar o desenvolvimento da nanotecnologia e da nanoengenharia. Neste trabalho serão apresentados resultados inéditos a respeito da esfoliação mecânica de um novo nanomaterial: o Sulfeto de Chumbo (PbS), mais conhecido como Galena. Para isso serão utilizadas técnicas de Microscopia de Varredura por Sonda (SPM - Scanning Probe Microscopy). Os resultados mostram que o sulfeto de chumbo pode ser mecanicamente esfoliado, em camadas nanométricas, de maneira análoga ao que é feito com outros materiais bidimensionais. Medidas de Microscopia de Força Atômica das amostras revelam o caráter nanométrico dos flocos. Foram realizados testes em soluções ácidas na tentativa de reduzir as contaminações geradas no processo de esfoliação. Análises envolvendo Microscopia de Força Elétrica (EFM – Electric Force Microscopy) e Microscopia de Potencial de Superfície (SKPM – Scanning Kelvin Probe Microscopy) também foram realizadas com o intuito de caracterizar propriedades eletromecânicas desse novo nanomaterial. Este estudo pode representar o primeiro passo no sentido de aplicar o PbS para produção de nanodispositivos eletrônicos.Item Caracterização de sulfeto de antimônio bidimensional por microscopia de varredura por sonda.(2022) Benedito, Atália Júlio; Barboza, Ana Paula Moreira; Pinto, Elisângela Silva; Barboza, Ana Paula Moreira; Soares, Jaqueline dos Santos; Barcelos, Ingrid DavidMateriais em escala nanométrica apresentam diferentes propriedades se comparados às suas propriedades em escala macroscópica. Tais propriedades podem estar intercaladas entre aquelas associadas ao nível atômico (ou molecular). Logo, há um grande desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados, não só na área de pesquisa acadêmica, como também, em setores que empregam alta tecnologia, na indústria eletrônica, aeroespacial e de embalagens, por exemplo. Uma linha de pesquisa que vem crescendo na área científica são os chamados materiais bidimensionais. A inspiração para a busca por novos materiais nessa dimensão se deve ao interesse na descoberta de propriedades capazes de modificar sistemas que conhecemos atualmente. Este projeto buscou investigar, pela primeira vez, um novo material bidimensional: o sulfeto de antimônio (Sb2S3) utilizando principalmente técnicas de Microscopia de Varredura por Sonda. O objetivo foi verificar desde os processos de obtenção do material, na escala nanométrica, até o estudo de suas propriedades morfológicas, elétricas e ópticas. Os resultados alcançados nos permitem afirmar que o sulfeto de antimônio bidimensional tem grande potencial para aplicações em dispositivos fotossensíveis na escala nanométrica.Item Carbon nanotube-cellulose ink for rapid solvent identification.(2023) Cardoso, Tiago Amarante de Barros; Cunha, Thiago Henrique Rodrigues da; Moreira, Claudio Laudares; Barboza, Ana Paula Moreira; Santos, Ana Carolina dos; Pereira, Cíntia Lima; Silva, Vinícius Ornelas da; Neves, Bernardo Ruegger Almeida; Ferlauto, Andre Santarosa; Lacerda, Rodrigo GribelIn this work, a conductive ink based on microfibrillated cellulose (MFC) and multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) was used to produce transducers for rapid liquid identification. The transducers are simple resistive devices that can be easily fabricated by scalable printing techniques. We monitored the electrical response due to the interaction between a given liquid with the carbon nanotube–cellulose film over time. Using principal component analysis of the electrical response, we were able to extract robust data to differentiate between the liquids. We show that the proposed liquid sensor can classify different liquids, including organic solvents (acetone, chloroform, and different alcohols) and is also able to differentiate low concentrations of glycerin in water (10–100 ppm). We have also investigated the influence of two important properties of the liquids, namely dielectric constant and vapor pressure, on the transduction of the MFC-MWCNT sensors. These results were corroborated by independent heat flow mea- surements (thermogravimetric analysis). The proposed MFC-MWCNT sensor platform may help paving the way to rapid, inexpensive, and robust liquid analysis and identification.Item Charge transfer between carbon nanotubes on surfaces.(2015) Araujo, Karolline Aparecida de Souza; Barboza, Ana Paula Moreira; Fernandes, Thales Fernando Damasceno; Shadmi, Nitzan; Joselevich, Ernesto; Mazzoni, Mário Sérgio de Carvalho; Neves, Bernardo Ruegger AlmeidaThe charge transfer between neighboring single-walled carbon nanotubes (SWNTs) on a silicon oxide surface was investigated as a function of both the SWNT nature (metallic or semiconducting) and the anode/cathode distance using scanning probe techniques. Two main mechanisms were observed: a direct electron tunneling described by the typical Fowler–Nordheim model, and indirect electron transfer (hopping) mediated by functional groups on the supporting surface. Both mechanisms depend on the SWNT nature and on the anode/cathode separation: direct electron tunneling dominates the charge transfer process for metallic SWNTs, especially for large distances, while both mechanisms compete with each other for semiconducting SWNTs, prevailing one over the other depending on the anode/cathode separation. These mechanisms may significantly influence the design and operation of SWNT-based electronic devices.Item Compression induced modification of boron nitride layers : a conductive two-dimensional BN compound.(2019) Barboza, Ana Paula Moreira; Matos, Matheus Josué de Souza; Chacham, Helio; Batista, Ronaldo Junio Campos; Oliveira, Alan Barros de; Mazzoni, Mario Sergio de Carvalho; Neves, Bernardo Ruegger AlmeidaThe ability of creating materials with improved properties upon transformation processes applied to conventional materials is the keystone of materials science. Here, hexagonal boron nitride (h-BN), a large bandgap insulator, is transformed into a conductive two-dimensional (2D) material – bonitrol – that is stable at ambient conditions. The process, which requires compression of at least two h-BN layers and hydroxyl ions, is characterized via scanning probe microscopy experiments and ab initio calculations. This material and its creation mechanism represent an additional strategy on the transformation of known 2D materials into artificial advanced materials with exceptional propertiesItem Controle de propriedades eletromecânicas de dicalcogenetos de metais de transição por microscopia de varredura por sonda.(2019) Bessa, Maurício Vasconcelos; Barboza, Ana Paula Moreira; Neves, Bernardo Ruegger Almeida; Barboza, Ana Paula Moreira; Souza, Thonimar Vieira de Alencar; Oliveira, Camilla Karla Brites Queiroz Martins deNeste trabalho serão apresentados resultados a respeito de propriedades eletromecânicas de Dicalcogenetos de Metais de Transição (TMDs - Transition Metal Dichalcogenides). Todas as medidas experimentais foram realizadas no Laboratório de Nanoscopia do Departamento de Física da UFMG. Cálculos por primeiros princípios previram que, a aproximação das camadas ou hidrogenação desses materiais poderia levar a diminuição do gap de energia dos mesmos. Utilizando técnicas de Microscopia de Varredura por Sonda foi possível verificar, experimentalmente, este resultado. Analisamos os efeitos produzidos pela aplicação de força compressiva e campo elétrico, em monocamadas e poucas camadas de TMDs. Observamos que os materiais apresentaram duas transições: a primeira ocorre em forças baixas (F < 200 nN), e é devida a hidrogenação da amostra. Já a segunda transição, ocorre em forças mais altas (F > 400 nN) e deve-se a aproximação das camadas dos TMDs estudados. A transição do comportamento semicondutor para o comportamento metálico, induzida pelo fechamento do gap em TMDs, é um processo reversível, dependente da força compressiva e do ambiente em que o experimento é realizado.Item Controlled release and cell viability of ketoconazole incorporated in PEG 4000 derivatives.(2023) Inácio, Carolina Rodrigues; Nascimento, Gabriel S.; Barboza, Ana Paula Moreira; Neves, Bernardo Ruegger Almeida; Andrade, Ângela Leão; Teixeira, Gabriel Marques; Sousa, Lucas Resende Dutra; Vieira, Paula Melo de Abreu; Novack, Kátia Monteiro; Santos, Viviane Martins Rebello dosIn recent years, polymeric materials have been gaining prominence in studies of controlled release systems to obtain improvements in drug administration. These systems present several advantages compared with conventional release systems, such as constant maintenance in the blood concentration of a given drug, greater bioavailability, reduction of adverse effects, and fewer dosages required, thus providing a higher patient compliance to treatment. Given the above, the present work aimed to synthesize polymeric matrices derived from polyethylene glycol (PEG) capable of promoting the controlled release of the drug ketoconazole in order to minimize its adverse effects. PEG 4000 is a widely used polymer due to its excellent properties such as hydrophilicity, biocompatibility, and non-toxic effects. In this work, PEG 4000 and derivatives were incorporated with ketoconazole. The morphology of polymeric films was observed by AFM and showed changes on the film organization after drug incorporation. In SEM, it was possible to notice spheres that formed in some incorporated polymers. The zeta potential of PEG 4000 and its derivatives was determined and suggested that the microparticle surfaces showed a low electrostatic charge. Regarding the controlled release, all the incorporated polymers obtained a controlled release profile at pH 7.3. The release kinetics of ketoconazole in the samples of PEG 4000 and its derivatives followed first order for PEG 4000 HYDR INCORP and Higuchi for the other samples. Cytotoxicity was determined and PEG 4000 and its derivatives were not cytotoxic.Item Controlling the electrical behavior of semiconducting carbon nanotubes via tube contact.(2011) Barboza, Ana Paula Moreira; Carara, Sabrina Silva; Batista, Ronaldo Junio Campos; Chacham, Helio; Neves, Bernardo Ruegger AlmeidaItem Corrosion, wear and wear–corrosion behavior of graphite-like a-C:H films deposited on bare and nitrided titanium alloy.(2013) Manhabosco, Taíse Matte; Barboza, Ana Paula Moreira; Batista, Ronaldo Junio Campos; Neves, Bernardo Ruegger Almeida; Muller, Iduvirges LourdesThis work presents a comparative wear, corrosion and wear–corrosion (the last one in a simulated physiological solution) study of graphite-like a-C:H (GLCH) films deposited on bare and nitrided Ti6Al4V alloy. Films, deposited by r.f. PACVD, presented low porosity and promoted high corrosion resistance. The friction coefficient of the films was very lowwith appreciablewear resistance at roomconditions. However, due to the simultaneous action of both load and the corrosive environment in wear–corrosion tests a marked reduction in the coating lifetime was observed. Unexpectedly, films deposited on the nitrided alloy presented a lifetime at least ten times shorter than that of films on bare alloy. We explain such a result in terms of film/substrate interaction. The weak GLCH/nitride alloy interaction facilitates fluid penetration between the film and the substratewhich leads to a fast film delamination. Such an interpretation is supported by force curve measurements, which show that the interaction between GLCH and nitrided alloy is four times weaker than that between GLCH and bare alloy.Item Crescimento e caracterização de dissulfeto de molibdênio bidimensional por deposição química na fase vapor.(2022) Alves, Vinícius Fonseca; Almeida, Ive Silvestre de; Barboza, Ana Paula Moreira; Almeida, Ive Silvestre de; Matos, Matheus Josué de Souza; Rezende, Natália PereiraOs nanomateriais têm despertado o interesse em diversos campos de pesquisa devido às suas excelentes propriedades e potencialidade de aplicações. Esses materiais possuem no mínimo uma dimensão em escala nanométrica e podem ser obtidos de diferentes maneiras: esfoliação mecânica ou química diretamente de um mineral, ou podem ser sintetizados diretamente sobre substratos específicos. Neste trabalho visamos estabelecer as condições adequadas à síntese de poucas camadas de dissulfeto de molibdênio (MoS2), utilizando a técnica de deposição química em fase vapor, mais conhecida como CVD. Há vários estudos sobre o crescimento de MoS2, porém cada sistema necessita de seus próprios parâmetros, sendo necessário a adaptação dos mesmos para a produção de flocos de qualidade. A proposta envolve o estudo da síntese deste nanomaterial desde a escolha dos precursores (e parâmetros relevantes no processo), à caracterização óptica, elétrica e mecânica do mesmo. Para isso serão utilizadas técnicas de processamento de amostras, técnicas de Microscopia de Varredura por Sonda como Microscopia de Força Atômica e Microscopia de Força Lateral (caracterizações mecânicas), além da Microscopia de Força Elétrica (caracterização elétrica) e Espectroscopia Raman para averiguação da qualidade e número de camadas dos flocos crescidos.Item Deposição e caracterização de revestimentos de hidroxiapatita com incorporação de talco de pedra-sabão.(2017) Mota, Laureana Moreira; Manhabosco, Taíse Matte; Barboza, Ana Paula Moreira; Barboza, Ana Paula Moreira; Junqueira, Rosa Maria Rabelo; Perpétuo, Genivaldo JulioImplantes metálicos, tais como o titânio e suas ligas, têm sido cada vez mais utilizados como próteses ortopédicas e dentárias devido às suas propriedades, tais como biocompatibilidade, resistência à corrosão, leveza e alta ductilidade. No entanto, são materiais que não possuem uma alta resistência ao desgaste e nem formam ligações químicas fortes com os tecidos duros humanos, o que torna o seu uso limitado. Uma forma de melhorar a bioatividade destes materiais é por meio do desenvolvimento de revestimentos, tais como a hidroxiapatita – um material biocerâmico que apresenta composição química e semelhança biológica com os tecidos duros humanos e que promove a ligação entre implante e os tecidos circundantes. Como toda cerâmica, a hidroxiapatita é um material frágil e de baixa resistência ao impacto. Neste trabalho é proposta a eletrodeposição de hidroxiapatita com incorporação de talco de pedra-sabão para melhora das propriedades mecânicas. O talco de pedra-sabão é um material bidimensional com propriedades similares às do grafeno (grande resistência à ruptura, rigidez moderada, baixa energia de ligação entre camadas e capacidade de suportar deformações sem romper). Os revestimentos compósitos de hidroxiapatita com incorporação de talco foram avaliados através de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, polarização potenciodinâmica, difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman, ensaios de desgaste e testes de biocompatibilidade. Diversos parâmetros foram utilizados para a deposição dos filmes de hidroxiapatita sendo que, na melhor condição de deposição, imagens ao microscópio eletrônico de varredura indicaram a formação de filmes compactos e uniformes para revestimentos de hidroxipatita pura e com incorporação de menores quantidades de talco. Espectros de energia dispersiva mostraram a formação de hidroxiapatita com razão Ca/P = 2,7. Da espectroscopia Raman foi possível obter a banda característica da presença de cristais de hidroxiapatita, em torno de 959 cm1. Por DRX foram identificadas as fases hidroxiapatita, talco e óxido de cálcio (CaO) nos filmes; a presença de CaO pode estar relacionada à alta concentração de cálcio nas amostras depositadas. Curvas de polarização potenciodinâmica indicaram que os filmes de hidroxiapatita depositados durante 1 hora aumentaram a resistência à corrosão do substrato de titânio em solução salina tamponada com fosfato (PBS), enquanto que os filmes com incorporação de talco apresentaram um comportamento idêntico ao do titânio sem o revestimento. Os ensaios de desgaste indicaram que os revestimentos de hidroxiapatita com incorporação de 10 g/L de talco melhoraram de forma significativa a resistência ao desgaste do substrato de titânio. Testes de biocompatibilidade in vitro indicaram que, apesar de uma baixa viabilidade celular, todas as amostras apresentaram atividade ALP (fosfatase alcalina) e produção de colágeno, importantes indicadores da diferenciação celular de osteoblastos.Item Development of an oxidation contrast method for pearlite colony revelation in eutectoid steels.(2021) Faria, Geraldo Lúcio de; Moreira, Paulo Sérgio; Porcaro, Rodrigo Rangel; Barboza, Ana Paula Moreira; Silva, Tamires Cristiane ValadaresSeveral studies available in technical literature highlight that small variations in pearlite interlamellar spacing and colony average size promote signifcant changes in the mechanical properties of eutectoid steels. Therefore, the quantitative characterization of these parameters aiming to establish, or to predict, microstructure-property relationships is of great importance. However, the characterization techniques currently available for revealing pearlite colonies are complex, laborious and often require the use of high-cost resources. In this context, this work presents results about the development of an oxidation contrast method capable to reveal pearlite colonies for direct observation by optical microscopy. The developed method was applied to three diferent eutectoid steels and the average sizes of pearlite colonies were measured. The results obtained using the proposed technique were compared with those determined applying a usual method described in the literature. It was concluded that the proposed contrast method is efective and, once standardized among users, it can be a representative way for determining the average size of pearlite colonies.Item Development of an oxidation contrast method for pearlite colony revelation in eutectoid steels.(2021) Faria, Geraldo Lúcio de; Moreira, Paulo Sérgio; Porcaro, Rodrigo Rangel; Barboza, Ana Paula Moreira; Silva, Tamires Cristiane ValadaresSeveral studies available in technical literature highlight that small variations in pearlite interlamellar spacing and colony average size promote signifcant changes in the mechanical properties of eutectoid steels. Therefore, the quantitative charac- terization of these parameters aiming to establish, or to predict, microstructure-property relationships is of great importance. However, the characterization techniques currently available for revealing pearlite colonies are complex, laborious and often require the use of high-cost resources. In this context, this work presents results about the development of an oxidation contrast method capable to reveal pearlite colonies for direct observation by optical microscopy. The developed method was applied to three diferent eutectoid steels and the average sizes of pearlite colonies were measured. The results obtained using the proposed technique were compared with those determined applying a usual method described in the literature. It was concluded that the proposed contrast method is efective and, once standardized among users, it can be a representative way for determining the average size of pearlite colonies.Item Efeito do tratamento térmico no processo de calcinação da selenita em escala nanométrica.(2020) Silva, Thiago Rodrigo Gomes da; Barboza, Ana Paula Moreira; Manhabosco, Taíse Matte; Barboza, Ana Paula Moreira; Oliveira, Alan Barros de; Pinto, Elisângela SilvaA selenita ou sulfato de cálcio dihidratado (CaSO4 · 2 H2O) é um mineral abundante na natureza. Trata-se de um material lamelar, de aspecto translúcido que pode ser mecanicamente esfoliado de maneira análoga ao que é feito com grafite para obtenção de grafeno. É usada principalmente na fabricação de cimento e gesso. A calcinação é um processo utilizado para remover a água de cristalização da estrutura e o processo tem inicio em temperaturas superiores a 160 ◦C na escala macroscópica. Acima dessa temperatura, há remoção de cerca de 75% da água, o que produz um material hemidrato: o gesso (CaSO ·1/2 H2O). Este projeto tem como objetivo estudar o efeito da temperatura no processo de calcinação de selenita, em escala nanométrica. O material bruto foi esfoliado mecanicamente e depositado em um substrato apropriado. Em seguida as amostras foram submetidas a diferentes temperaturas, durante o processo de aquecimento, em atmosfera ambiente. Medidas de microscopia de força atômica, microscopia ótica, microscopia de potencial de superfície e espectroscopia Raman foram utilizadas pras caracterizar as amostras. Os resultados mostram que flocos, na escala nanométrica, apresentam uma resistência térmica maior que o bulk do material. Resultados preliminares mostram que na escala nanométrica é, aparentemente, mais difícil remover a água que compõe a estrutura da selenita, se compararmos com o material em sua forma bulk. Medidas de SKPM e Raman corroboram com essa conclusão. Este resultado pode representar um passo importante para aplicação nanotecnológica da selenita, tendo em vista que se trata de uma propriedade associada à dimensionalidade da mesma.Item Electrochemical atomic layer epitaxy deposition of ultrathin SnTe films.(2019) Manhabosco, Taíse Matte; Aloni, Shaul; Kuykendall, Tevye R.; Manhabosco, Sara Matte; Batista, Ana Bárbara; Soares, Jaqueline dos Santos; Barboza, Ana Paula Moreira; Oliveira, Alan Barros de; Batista, Ronaldo Junio Campos; Urban, Jeffrey J.Tin telluride (SnTe) ultrathin films were deposited electrochemically on polycrystalline and monocrystalline gold substrates using the electrochemical atomic layer epitaxy (ECALE) method. The electrochemical behaviors of Sn and Te were studied systematically by means of cyclic voltammetry. Cyclic voltammetry curves for Sn displayed a broad peak in the region between -0.15 V and -0.35 V, which was related to the under-potential deposition (UPD), while the curves for Te displayed a peak at 0.3 V for Te UPD. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, and scanning electron microscopy (SEM) were employed for the characterization of the ultrathin SnTe films. XRD and Raman spectroscopy confirmed the deposition of a single SnTe phase, while SEM revealed that the deposits were composed of nanocrystallites.Item Electromechanical modulations in transition metal dichalcogenide nanosheets : implications for environmental sensors.(2021) Bessa, Maurício Vasconcelos; Freitas, Wellington Damaceno de; Neme, Natália Paz; Martins, Luiz Gustavo Pimenta; Barboza, Ana Paula Moreira; Matos, Matheus Josué de Souza; Mazzoni, Mário Sérgio de Carvalho; Neves, Bernardo Ruegger AlmeidaTransition metal dichalcogenides (TMDs) are key players in the two-dimensional materials nanoarena due to their exquisite optoelectronic properties under a standard environment (room temperature and atmospheric pressure). Nevertheless, as reported in the literature, they may also portray interesting physical properties under different environments. Here, we show two distinct and significant electromechanical modulations in TMD nanosheets which are tuned by the environmental conditions (applied pressure and adsorbents). Using scanning probe microscopy techniques, we modify the environmental conditions and observe steplike rises in the electrical response of all studied TMDs (MoS2, WS2, MoSe2, and WSe2monolayers and few layers). Ab initio calculations enable full understanding of specific mechanisms behind these electromechanical modulations, which may find important applications in the design of TMD-based environmental sensors.Item Eletrodeposição de hidroxiapatita com incorporação de nanocamadas de talco pedra-sabão obtidas por esfoliação em fase líquida.(2019) Batista, Ana Bárbara; Manhabosco, Taíse Matte; Barboza, Ana Paula Moreira; Soares, Jaqueline dos Santos; Ladeira, Luiz Orlando; Manhabosco, Taíse MatteO ramo de biomateriais, ou seja, o ramo de materiais designados a interagir com sistemas biológicos é de suma importância no desenvolvimento de próteses ortopédicas e/ou dentárias. Nesse contexto, o titânio (Ti) é um dos metais mais utilizados para tal fim devido à sua alta resistência à corrosão, o que faz com que o Ti possua baixa toxicidade se comparado a outros biometais. Além disso, seu módulo de elasticidade é próximo ao do osso. Entretanto, o Ti apresenta desvantagens com relação à sua aplicação no ramo ortopédico e dentário, destacando-se a ligação química fraca formada entre ele e os ossos do corpo humano. Revestir o Ti com um filme de hidroxiapatita (HA) é uma opção vantajosa, uma vez que a HA é o componente mineral de maior abundância nos ossos e dentes sendo, portanto, um material de alta biocompatibilidade. Porém, por ser uma cerâmica, a hidroxiapatita apresenta algumas características que restringem seu uso como biomaterial, sendo elas a baixa tenacidade, a fragilidade e a baixa resistência mecânica. Com a finalidade de aprimorar tais propriedades e tornar a HA uma boa opção para reparo ósseo e dentário, pesquisadores vêm adicionando materiais de reforço tais como nanotubos de carbono, óxido de grafeno, entre outros. Pesquisas recentes demonstraram que o talco é um material bidimensional passível de esfoliação com propriedades similares às do grafeno, tais como baixa energia de ligação entre camadas e alta resistência à ruptura. Para obtenção de nanocamadas de talco, empregou-se a esfoliação em fase líquida, uma vez que é um dos métodos de esfoliação que apresenta maior rendimento no que se refere à quantidade de material esfoliado. Desse modo, vários solventes foram testados em diferentes parâmetros de esfoliação para obtenção do talco esfoliado. Para deposição tanto da HA pura, quanto da HA com incorporação de talco, utilizou-se a eletrodeposição pulsada, onde pulsos de tensão foram aplicados à célula eletroquímica, promovendo a formação de HA mais aderente ao substrato. As técnicas utilizadas para avaliação dos filmes depositados foram a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), ensaios de desgaste, polarização potenciodinâmica, difração de raios X (DRX), ensaios de biocompatibilidade e técnicas de Microscopia de Varredura por Sonda. Com este trabalho, pretende-se obter uma melhoria nas propriedades mecânicas dos revestimentos de HA pela incorporação das nanocamadas de talco sem afetar a biocompatibilidade da HA. Como resultado, obteve-se que HA com incorporação de nanocamadas de talco na concentração de 0,90 g/L apresentou resultados superiores às demais condições analisadas (HA pura, HA + talco na concentração de 0,07 g/L e HA + nanocamadas de talco na concentração de 1,80 g/L) de acordo com as técnicas de avaliação dos depósitos utilizadas.Item Eletrodeposição de revestimentos compósitos de hidroxiapatita/óxido de grafeno sobre substrato de liga de magnésio.(2021) Carneiro, Larissa da Silva; Manhabosco, Taíse Matte; Soares, Jaqueline dos Santos; Manhabosco, Sara Matte; Manhabosco, Taíse Matte; Barboza, Ana Paula Moreira; Alvarenga, Érika Lorena Fonseca Costa deA elevada taxa de envelhecimento populacional demanda uma particular atenção devido ao aumento significativo de doenças que acometem o sistema esquelético, sendo necessário intervenção médica no reparo e reconstrução de estruturas ósseas. Diante desse cenário, a aplicação do Magnésio e suas ligas vêm sendo estudada como implantes metálicos biodegradáveis, apesar de sua alta taxa de corrosão em condições fisiológicas. Com o intuito de minimizar este problema, revestimentos de hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2) vêm sendo amplamente empregados devido sua biocompatibilidade. Neste trabalho, objetiva-se o aumento da resistência à corrosão e ao desgaste de liga de magnésio AZ31 pela eletrodeposição pulsada de revestimentos de hidroxiapatita com a incorporação de óxido de grafeno nas seguintes concentrações de 0,1 g/L, 0,01 g/L e 0,001 g/L. Para a análise dos revestimentos realizou-se a microscopia de varredura eletrônica, espectroscopia Raman, difração de raios X, ensaio de polarização potenciodinâmica e ensaio de desgaste. As imagens ao microscópio eletrônico de varredura revelaram que os revestimentos de hidroxiapatita pura depositados por 40 minutos sobre substrato de liga de magnésio com tratamento térmico alcalino apresentam morfologia mais adequada ao se comparar com os revestimentos depositados por tempo de 30 e 60 minutos sobre os substratos tratados em meio ácido e meio térmico alcalino. Os resultados de espectroscopia Raman dos revestimentos apresentam o pico de maior intensidade em 960cm-1 , típica da hidroxiapatita e as bandas D e G que são características do óxido de grafeno. A difratometria de raios X confirmou a estrutura cristalina da hidroxiapatita. Dentre os revestimentos compósitos com diferentes concentrações de óxido de grafeno, verificou-se que a incorporação de 0,1 g/L desse material conduz a uma morfologia com menor ocorrência de trincas e melhor interligação da matriz de hidroxiapatita, além de um aumento na resistência à corrosão em comparação ao substrato puro e uma redução no dano de desgaste (largura das trilhas de desgaste) de 10%. Porém, os resultados da polarização potenciodinâmica dos revestimentos de hidroxiapatita pura evidenciaram uma superior resistência à corrosão ao se comparar com os revestimentos compósitos. Dessa forma, este trabalho apresenta uma contribuição no estudo de revestimentos de ligas metálicas para aplicações biomédicas, uma vez que apresenta revestimentos cerâmicos e compósitos que podem ser utilizados para melhorar a resistência à corrosão e desgaste de ligas de magnésio.Item Estudo das propriedades de filmes finos de hidróxido ftalocianina de alumínio e de dissulfeto de molibdênio hidrogenado por primeiros princípios.(2020) Neme, Natália Paz; Mazzoni, Mário Sérgio de Carvalho; Matos, Matheus Josué de Souza; mazzoni@fisica.ufmg.br; matheusmatos@ufop.edu.br; Mazzoni, Mário Sérgio de Carvalho; Ribeiro, Guilherme de Almeida Silva; Barboza, Ana Paula MoreiraNeste trabalho investigamos, por meio de cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade, dois problemas independentes: a formação de filmes finos de Hidróxido Ftalocianina de Alumínio (AlOHPc) e a hidrogenação parcial de monocamadas de Dissulfeto de Molibdênio MoS2. O primeiro trabalho teve como principal motivação explicar os resultados experimentais que mostraram um comportamento diferente do esperado para os filmes finos de AlOHPc depositados a partir da técnica de spin-coating. Os resultados mostraram um deslocamento hipsocrômico no espectro de absorção do filme e a difração de Raios X mostrou que ocorre uma distância interplanares no filme fino. Inicialmente caracterizamos a molécula monomérica e, em seguida, calculamos o espectro de absorção, orbitais moleculares e estados excitados da molécula. Posteriormente, foram feitos diversos cálculos para diferentes dimerizações com o objetivo de encontrar a possível agregação dos filmes experimentais. Os espectros de absorção para o monômero e dímeros foram comparados como equivalentes aos espectros da solução e filme fino, respectivamente. Resultados mostraram que o monômero possui uma maior contribuição eletrônica HOMO para LUMO, com uma alta intensidade no espectro de absorção. Para os diferentes tipos de agregados foi calculado um blue shift no espectro de absorção, concordando com os resultados experimentais. Por fim, foram feitas simulações de diferentes configurações cristalinas assim como cálculo da difração de Raios X dessas cristalizações. O segundo trabalho também teve como motivação resultados experimentais nos quais mono- e multi-camadas de MoS2 são submetidas a pressões em meios ricos em moléculas de H2O. Isso acontece, por exemplo, em experimentos de Microscopia de Força Atômica (AFM) - nesse caso, um campo elétrico também pode ser aplicado e o comportamento eletrônico da amostra monitorado via medidas de injeção de carga. Na etapa inicial de aplicação de força, grupos -H podem ser gerados próximos à superfície do material podendo assim interagir com a superfície do MoS2 . Procuramos, mais especificamente, por transições no comportamento eletrônico que possam ser detetadas na caracterização da amostra por Microscopia de Força Elétrica. Nossos resultados mostram uma transição semicondutor-metal reversível que é compatível com os resultados experimentais obtidos.
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