Navegando por Assunto "Carbon nanotubes"

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Análise do enxofre corrosivo em óleo mineral isolante e remoção do dibenzil dissulfeto com nanotubos de carbono baseados em matriz metálica
(Universidade Federal do Pará, 2012-05-07) SARAIVA, Augusto Cesar Fonseca; DEL NERO, Jordan; http://lattes.cnpq.br/5168545718455899
Falhas inesperadas em transformadores levaram a identificação da formação de sulfeto de cobre, depositado sobre os condutores, avaliando-se da presença qualitativa de enxofre corrosivo resultando na alteração da norma brasileira ABNT NBR 10505, que avalia a presença de enxofre corrosivo em óleo mineral, alterando-se o tempo e a temperatura de ensaio para 150 °C por 48 horas. Realizando-se a especiação química de compostos organosulfurados via cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas, onde foram encontrados 13 compostos sulfurados no óleo Nynas e 9 compostos no óleo da Petrobras, sendo o dibenzil dissulfeto (DBDS) o de maior concentração, encontrado apenas no óleo Nynas. Para realizar a determinação da presença do DBDS em óleo mineral isolante foi desenvolvido um método através de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas, e por este método foi possível quantificar o teor de DBDS em amostras de OMI oriundas de transformadores de potência. Foi avaliado o processo de passivação do cobre por benzotriazol e tolutriazol, utilizados como aditivos anticorrosivos no núcleo dos equipamentos elétricos, verificando-se que o efeito da adição agente de passivação torna-se ineficaz com o passar do tempo. A solução para a remoção de DBDS em óleo mineral foi a utilização de nanotubo de carbono baseado em matriz metálica (NTC/Al) como agente de remoção do DBDS. Verificou-se que o agente de adsorção foi capaz de efetuar a remoção total do DBDS do OMI até um volume de 4000 mL de óleo contaminado com DBDS.
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Desevolvimento de dispositivos eletrônicos orgânicos nano e micro-estruturados: memória volátil, sesores e fotocélulas
(Universidade Federal do Pará, 2011-02-14) REIS, Marcos Allan Leite dos; DEL NERO, Jordan; http://lattes.cnpq.br/5168545718455899
Nesse trabalho foram desenvolvidos vários dispositivos orgânicos nano e micro-estruturados baseados em moléculas de 4-dimetil amino azobenzeno-2-carboxílico (Vermelho de metila - VM), Fulureno C 60(subscrito), nanocompósitos de Aluminio/Nanotubos de Carbono (AL/NC) e os polímeros: Poli(3, 4-etileno dioxitiofeno)-poly(stireno sulfonato) - PEDOT-PSS e Poli (3-hexiltiofeno) - P3HT. Estes dispositivos são: Memória volátil, sensores de vapor de combustível, sensor termo-piezoresistivo e fotocélulas, que foram manufaturados por meio de centrifugação, gotejamento e deposição química de vapor, onde resultaram em dispositivos com geometria planar ou camada por camada. Foram realizadas caracterizações morfológicas, óticas, elétricas e térmicas nos dispositivos, que resultaram em: (a) memória volátil com um tempo de retenção do bit de 4,5 s, curvas características de corrente vs tensão com razões de pico-vale de 8:1 sob tensão elétrica positiva e 1:1 sob tensão elétrica negativa com condutividades de 10- 4(sobrescrito) S/m (estado OFF) para 10-³ S/m (estado ON) à temperatura ambiente; (b) sensores de vapor combustível com características de resistores químicos com sensibilidade para etanol e gasolina comrcial sobre concentrações de 26,25 ppm; (c) sensor termo-piezoresistivo com relação polinomial entre temperatura e resistência elétrica, relação linear entre pressão e resistência elétrica com precisão maior do que um termopar do tipo K quando comparados a um termômetro de mercúrio à temperatura ambiente; (d) fotocélulas com melhor desempenho quando dopadas por vermelho de Metila com eficiências quânticas acima de 0,04%, potência real de 0,27 e eficiência na conversão de potência de 2,0%. Esses resultados indicam que os dispositovos eletrônicos desenvolvidos apresentaram um bom desempenho quando alguns dos seus parâmetros foram comparados aos similares orgânicos.
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Eletrodeposição pulsada e caracterização de revestimentos de cobre/nanotubos de carbono em ligas de alumínio 3003 e 1350
(Universidade Federal do Pará, 2025-06-25) SILVA, Alberto Solary da; SOUSA, Mário Edson Santos de; http://lattes.cnpq.br/4761512397509247; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-7605-2371; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; https://orcid.org/0000-0003-2226-2653
A demanda por sistemas elétricos mais eficientes e sustentáveis tem impulsionado a pesquisa na busca por materiais inovadores que aprimorem as propriedades dos condutores elétricos. O alumínio (Al) e suas ligas são amplamente utilizados na transmissão e distribuição de energia elétrica devido à sua baixa densidade e boa condutividade elétrica. A busca por melhorias nas propriedades elétricas tem levado ao desenvolvimento de revestimentos que aumentem a condutividade sem comprometer a leveza do material. Este trabalho apresenta um estudo sobre a anodização de substratos de Al como preparação para revestimentos nanoestruturados aliado à eletrodeposição por corrente pulsada de nanocompósito baseado em cobre (Cu) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM), com foco nas propriedades elétricas correlacionadas com a microestrutura. Experimentos foram realizados em chapas de Al liga 3003, em fios e em cabos de Al liga 1350. Parâmetros otimizados para a anodização foram obtidos utilizando concentração de 100% de H2SO4, corrente contínua de 3 A e 10 V aplicada durante 2 h. Na eletrodeposição por corrente pulsada aplicou-se concentração de NTCPM de 1 mg/mL, ciclo de trabalho (γ) de 80%, 2 A e 10 V durante 1 h. Micrografias obtidas por Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo (MEV-FEG) verificaram a formação de camada de óxido de alumínio (Al2O3) porosa e uniforme, fundamental para a aderência do revestimento, assim como evidenciou a homogênea e eficaz distribuição do revestimento do nanocompósito sobre a superfície anodizada. A caracterização por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) confirmou a presença dos elementos Cu e carbono (C) distribuídos na camada de revestimento. Através da espectroscopia Raman foram identificados modos vibracionais característicos dos NTCPM, as bandas D, G e G’, analisando variações de intensidade e largura de banda resultantes das modificações estruturais promovidas pela eletrodeposição. A Difração de Raios X (DRX) identificou as fases cristalinas presentes no revestimento, além de evidenciar alterações estruturais provocadas pelo tratamento superficial, mostrando a integração do nanocompósito ao substrato metálico. Testes de condutividade elétrica foram realizados utilizando a técnica ponte de Kelvin, antes e depois do revestimento, demonstrando um aumento significativo na condutividade elétrica (σ), evidenciando a melhoria na eficiência do transporte de carga devido à sinergia entre o Cu e os NTCPM. Entre os resultados, se destaca a elevação de ⁓ 52,33% na condutividade elétrica superficial (σs) das chapas e um aumento de IACS de 67,76% para ⁓ 73,5% nos fios tratados. De modo semelhante, também se destaca a queda no valor médio de resistência do cabo revestido que mudou de 4,88x10-4 Ω para 1,934x10-4 Ω em comparação ao cabo sem revestimento, diferença de ⁓ 60,37%. Análises estatísticas foram realizadas corroborando os resultados e concluindo que foram estatisticamente significativos. Cálculos de dissipação Joule e ampacidade confirmaram o desempenho superior do material revestido e seu potencial de aplicação em sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica. Assim, esses resultados confirmam que o revestimento de Cu-NTCPM por eletrodeposição com corrente pulsada em superfícies anodizadas, uma abordagem encorajadora para a melhoria das propriedades elétricas de condutores de Al.
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Um estudo sobre a influência de defeitos de diferente natureza nas propriedades eletrônicas de nanotubos usando o método das ondas cilindricas linearizadas aumentadas
(Universidade Federal do Pará, 2014-12-12) GOMES, Fernando Antonio Pinheiro; PELAES, Evaldo Gonçalves; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/0684541646225359
Os nanotubos de carbono e nitreto de boro são nano estruturas unidimensionais que apresentam comportamento tanto metálico quanto semicondutor, dependendo da sua quiralidade, exceto para os nanotubos de nitreto de boro que apresentam sempre características semicondutoras, caso não estejam dopados. Devido suas características eletrônicas, os nanotubos apresentam grandes possibilidades de aplicação em dispositivos de nanoeletrônica, tais como nanodiodos, nanotransistores e como elementos de interconexão, dentre outros. Por esta razão, é importante compreender como fatores externos agem sobre as propriedades de tais materiais. Um desses fatores externos é a introdução de defeitos nos nanotubos. Tais defeitos são a ausência de um ou mais átomos de carbono, pertencente ao nanotubo de carbono e, de nitrogênio ou boro, para os nanotubos de nitreto de boro, ou ainda, a substituição de átomos de carbono, nitrogênio ou boro por diferentes átomos na estrutura dos correspondentes nanotubos. Este trabalho apresenta um estudo teórico dos efeitos da introdução de defeitos, por substituição, nas propriedades eletrônicas dos nanotubos de carbono e nitreto de boro, via simulação ab-initio. Avaliam-se as estruturas de banda de energia e densidade de estados de nanotubos de carbono semicondutores e metálicos tipos armchair e zig-zag e apenas do tipo armchair para os nanotubos de nitreto de boro usando o método LACW – método das ondas cilíndricas linearizadas aumentadas. Além disso, devido a crescente importância dos nanotubos de nitreto de boro, fazemos um estudo sistematizado da estrutura eletrônica desses nanotubos, para uma supercélula formada por três células unitárias, usando dopagem intrínseca, bem como uma análise quantitativa, baseada na energia total e banda proibida, de estabilidade dessas estruturas.
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Influência da adição de nanotubos de carbono nas propriedades mecânicas da liga AL-2%NI solidificadas direcionalmente
(Universidade Federal do Pará, 2015-11-27) NASCIMENTO, Luiz Gabriel da Silva; SÁ, Fernando Antônio de; http://lattes.cnpq.br/8275621144223544; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
Neste trabalho foi fabricada uma matriz hipoeutética de Al-2%Ni e adicionado nela concentrações variadas de Nanotubos de Carbono, com o objetivo de verificar a evolução da resistência mecânica do novo material processado. O processo de fabricação do material estudado se deu por fundição e resfriamento brusco unidirecional ascendente, com extração transiente de fluxo de calor e determinação de variáveis térmicas de solidificação. Imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura mostram o arranjo dos nanotubos na matriz e com a Espectroscopia Raman foi possível determinar as bandas “D” e “G” e analisar a ação do processo sobre os mesmos. Por meio de ensaios metalográficos e mecânicos foi possível caracterizar o comportamento macro, microestrutural e as propriedades mecânicas. O acréscimo de pequenas concentrações de nanotubos aumentou significativamente a resistência mecânica da matriz.
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Interações com nanotubos de carbono e pontos quânticos de óxido de grafeno com estruturas externas do Sars-cov-2 via simulações de dinâmica e docagem molecular
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-02) LOBATO, Júlio César Mendes; OLIVEIRA, Mozaniel Santana de; http://lattes.cnpq.br/0810227136654245; https://orcid.org/0000-0002-4076-2443; CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus; Lattes: 3507474637884699
Avaliou-se a interação entre nano partículas e as proteínas do vírus SARS-CoV-2, utilizando ligantes como nanotubos de carbono de parede única (NTCPUs) e receptores, incluindo a proteína do envelope (E-pro), a principal protease (M-pro) e a glicoproteína Spike (S-gly). Foram aplicadas técnicas de modelagem molecular de docagem e dinâmica molecular. A dinâmica molecular revelou o desvio quadrático médio de posições atômicas variando de 0,5Å a 3,0Å. Os resultados indicaram que o nanotubo zigzag apresentou melhor energia de afinidade, com valores de energia livre de ligação de -9,48, -9,98 e -10,08 kcal/mol para E-pro, M-pro e S-gly, respectivamente. Além disso, o desvio quadrado médio das posições atômicas se manteve mais estável para este tipo de nanotubo, indicando alta probabilidade de ligação aos sítios ativos das macromoléculas. Os acoplamentos moleculares e a energia livre de ligação mostraram forte interação dos NTCPUs com os resíduos do sítio ativo S-gly, com valores de - 112,73, -94,38 e -80,49 kcal/mol para os ligantes zigzag, quiral e armchair, respectivamente.Numa segunda etapa, foram usados cinco pontos quânticos de óxido de grafeno (OG) com dimensões inferiores a 20 nm, como ligantes, interagindo apenas com os receptores das spikes de três cepas diferentes: S-GLY-OMICRON, S-GLYKAPPA e S-GLY-DELTA. Comparando os dois ligantes, observou-se que a interação S-GLY-OMICRON/OG-E apresentou melhor afinidade com energia livre de Gibbs de - 172,2510 KJ/mol, em comparação com a melhor afinidade dos nanotubos de carbono, S-gly/zig-zag, com ΔG de -112,73 KJ/mol. Os oito ligantes propostos têm alta probabilidade de se ligarem aos sítios ativos das macroestruturas. Em conclusão, tanto os nanotubos de carbono quanto os OGs mostraram-se promissores para aplicação em produtos inibidores do SARS-CoV-2, como o desenvolvimento de materiais parafabricação de equipamentos de proteção individual, sprays e soluções impermeabilizantes em geral.
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Reforço superficial em alumínio fundido por nanotubos de carbono via tratamento de solubilização
(Universidade Federal do Pará, 2021-10-14) BRITO, Paulo Roberto de Oliveira; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637
Os nanotubos de carbono (NTCs) merecem destaque, pois reforçam a matriz metálica, devido às propriedades mecânicas, como o módulo Young de ~ 1,0 TPa. Para melhorar a superfície do alumínio comercialmente puro, nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPMs) foram incorporados à superfície do alumínio com tratamento térmico por solubilização sólida, a fim de melhorar as propriedades superficiais do alumínio. As amostras de alumínio foram submetidas ao atacadas quimicamente com o reagente Keller, por um tempo de 30, 60 e 120 segundos, e logo após foi realizada a avaliação da rugosidade, e em seguida foram colocadas em um recipiente contendo NTCs, sendo submetidas a uma temperatura de 640°C por uma hora. Posteriormente foi avaliada a morfologia no microscópio eletrônico de varredura, onde foi observado um agregado de NTCs, foi realizado o DRX para avaliar a adição dos NTC na matriz, e o Espectro Raman que avaliou a transferência de carga para a matriz. Para avaliar o resultado da incorporação dos NTCs na matriz foi realizada a microdureza. Os resultados obtidos mostram que a incorporação de NTCs na matriz de alumínio aumentou a dureza em aproximadamente 20% da superfície, em comparação com a amostra de controle. O processo de incorporação de NTCs na matriz de alumínio por solubilização é uma alternativa promissora, simples e econômica para melhorar a durabilidade da superfície do alumínio.