COLEÇÃO NANOCIÊNCIA E NANOTECNOLOGIA: PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES
TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO VOLUME 3
COLEÇÃO NANOCIÊNCIA E NANOTECNOLOGIA: PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES
TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO VOLUME 3
ORGANIZADORES
Alessandra Luzia Da Róz Fabio de Lima Leite Marystela Ferreira Osvaldo Novais de Oliveira Jr.
© 2015, Elsevier Editora Ltda. Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei no 9.610, de 19/02/1998. Nenhuma parte deste livro, sem autorização prévia por escrito da editora, poderá ser reproduzida ou transmitida sejam quais forem os meios empregados: eletrônicos, mecânicos, fotográficos, gravação ou quaisquer outros.
Copidesque: Wilton Fernandes Palha Revisão: Clara Diament Editoração Eletrônica: Estúdio Castellani Elsevier Editora Ltda. Conhecimento sem Fronteiras Rua Sete de Setembro, 111 – 16o andar 20050-006 – Centro – Rio de Janeiro – RJ – Brasil Rua Quintana, 753 – 8o andar 04569-011 – Brooklin – São Paulo – SP – Brasil Serviço de Atendimento ao Cliente 0800-0265340
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ISBN 978-85-352-8091-3 ISBN (versão digital): 978-85-352-8094-4 Nota: Muito zelo e técnica foram empregados na edição desta obra. No entanto, podem ocorrer erros de digitação, impressão ou dúvida conceitual. Em qualquer das hipóteses, solicitamos a comunicação ao nosso Serviço de Atendimento ao Cliente, para que possamos esclarecer ou encaminhar a questão. Nem a editora nem o autor assumem qualquer responsabilidade por eventuais danos ou perdas a pessoas ou bens, originados do uso desta publicação.
CIP-Brasil. Catalogação na Publicação Sindicato Nacional dos Editores de Livros, RJ T251
Técnicas de nanocaracterização / Aldo Félix Craievich ... [et al.]; organização Alessandra Luzia da Róz ... [et al.]. – 1. ed. – Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. 24 cm. (Nanociência e nanotecnologia: princípios e aplicações; 3) ISBN 978-85-352-8091-3 1. Nanociência. 2. Nanotecnologia. 3. Inovações tecnológicas. I. Craievich, Aldo Félix. II. Róz, Alessandra Luzia da. III. Título. IV. Série.
14-17324
CDD: 620.5 CDU: 620.3
DEDICATÓRIAS
Os autores dedicam esta obra a todos os cientistas que pesquisam na área de nanociência, nanotecnologia e áreas correlatas. Além disso, os organizadores têm dedicatórias individuais a fazer.
ALESSANDRA LUZIA DA RÓZ
Dedico esta obra ao meu pai José Maria Da Róz (in memoriam) e à minha mãe Luzia Cirullo Da Róz pela dedicação, apoio e incentivo desde os primeiros anos de meus estudos. À minha irmã Talita pelo otimismo, e ao meu esposo Fábio e à minha filha Agatha por serem minha razão de viver. FÁBIO DE LIMA LEITE
Dedico esta obra a minha esposa Alessandra (por seu otimismo inabalável), a minha filha Agatha (por existir), a meus irmãos Andréa e Gilberto (por acreditarem) e a meus pais Maria Luzia e Wilson por todo o amor, amparo e sacrifício de longo prazo. Dedico também esta obra aos meus “incansáveis” amigos Ismail e Ivo, pela grande sabedoria e companheirismo ao longo dos anos. MARYSTELA FERREIRA
Dedico esta obra, em especial, ao meu pai Walter Ferreira (in memoriam), que investiu na educação de suas cinco filhas e hoje todas atuam na área de pesquisa e ensino.
AGRADECIMENTOS
Gostaríamos de expressar nossa profunda gratidão a todos os alunos, pesquisadores e professores que contribuíram de forma dedicada, paciente e minuciosa para a realização desta obra. Reconhecemos a importância dos órgãos de fomento do Brasil que proporcionaram, em muitos casos, apoio financeiro para o desenvolvimento das pesquisas relatadas neste livro. Manifestamos, imensamente, a guarida da Universidade Federal de São Carlos e da Universidade de São Paulo por fornecerem condições essenciais para o desenvolvimento desta obra. Agradecemos à equipe da Editora Elsevier do Brasil, em especial André Gerhard Wolff e Vanessa Huguenin, pela confiança depositada e pela dedicação à edição desta obra. Além disso, os organizadores têm reconhecimentos individuais a fazer.
ALESSANDRA LUZIA DA RÓZ
Agradeço a todos os meus professores, desde o ensino pré-escolar, por me incentivarem a olhar o mundo com outros olhos. Meus reconhecimentos ao meu orientador de mestrado e doutorado Professor Doutor Antônio Aprígio da Silva Curvelo por me dar a chance de ingressar no mundo acadêmico e por seus ensinamentos singulares. Aos meus supervisores de pós-doutorado, Professor Doutor Osvaldo Novais de Oliveira Júnior e Professor Doutor Fábio Minoru Yamaji, por sua confiança em minha capacidade. Presto meu reconhecimento ao Professor Doutor Fabio de Lima Leite e à Professora Doutora Marystela Ferreira pela confiança em meu trabalho na organização deste livro. Ainda, e não menos importante, agradeço meu esposo e filha pelo amor e apoio incondicionais.
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
FÁBIO DE LIMA LEITE
Agradeço cordialmente a todos os meus ex-professores universitários, em especial ao Professor Doutor Ervino Carlos Ziemath por sua grande dedicação, incentivo, valiosas discussões e amizade prestados durante a minha graduação em Física na Unesp em Rio Claro. Expresso também minha gratidão especial aos meus ex-orientadores de mestrado (Doutor Paulo Sérgio de Paula Herrmann Júnior), doutorado (Doutor Luiz Henrique Capparelli Mattoso) e pós-doutorado (Professor Doutor Osvaldo Novais de Oliveira Júnior), por suas lideranças e ensinamentos valiosos para a minha carreira profissional, além de conseguirem reacender o meu entusiasmo pela ciência, diante de tantas dificuldades durante esse período. Sou particularmente grato a todos os alunos do Grupo de Pesquisa em Nanoneurobiofísica pelo empenho, entusiasmo e inestimável engajamento em nossa pesquisa. Sou muito grato pelo reconhecimento e por acreditarem que poderíamos transpor novas fronteiras na ciência. Agradeço também à rede de nanobiotecnologia nBioNet, à FAPESP, ao CNPq e à CAPES pelo apoio financeiro em diversos projetos de pesquisa relacionados com os temas abordados neste livro. Finalmente, meu especial agradecimento à minha família por todo apoio, amor e suporte permanentes e por entender os vários momentos em que estive ausente. MARYSTELA FERREIRA
Agradeço a todas as pessoas que contribuíram e contribuem para a minha formação profissional e a todos os integrantes do grupo de pesquisa em Nanociência e Nanotecnologia Aplicada a Sensores. Muitos são os nossos desafios e aos poucos vamos superando cada um deles. Agradeço também à minha família e em especial à minha pequena Laura, amor da minha vida. OSVALDO NOVAIS DE OLIVEIRA JÚNIOR
Meus agradecimentos especiais vão para os colegas do Grupo de Polímeros Bernhard Gross, do Instituto de Física de São Carlos, USP, e colaboradores de diversas instituições no Brasil e no exterior. Em particular, devo agradecer aos colaboradores do Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica (INEO) e da rede de nanobiotecnologia nBioNet.
OS ORGANIZADORES
ALESSANDRA DA RÓZ
Possui graduação em Licenciatura em Ciências Exatas com Habilitação em Química pela Universidade de São Paulo (1997), mestrado e doutorado em Ciências e Engenharia de Materiais pela Universidade de São Paulo (2000 e 2004) e pós-doutorado DTI (Desenvolvimento Tecnológico Industrial-CNPq) junto ao Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (2009). Atualmente realiza pós-doutorado PNPD (Programa Nacional de Pós-Doutorado-CAPES) na Universidade Federal de São Carlos. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais, com ênfase em polímeros e suas aplicações, atuando principalmente nos seguintes temas: modificação química e processamento de polímeros, biomassa lignocelulósica e biocombustíveis sólidos. Publicou 13 artigos em periódicos especializados, um capítulo de livro, e possui duas patentes de invenção registradas no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). É revisora para diversos periódicos nacionais e internacionais.
FÁBIO DE LIMA LEITE
Possui graduação em Física (bacharelado e licenciatura) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2000) e mestrado (2002) e doutorado (2006) em Ciência e Engenharia de Materiais pela Universidade de São Paulo (2006). No período de 2006 a 2008, realizou um pós-doutorado no Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP) e em 2008 e 2009 realizou seu pós-doutorado em colaboração com a Embrapa
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
Instrumentação Agropecuária. Foi Bolsista Jovem Pesquisador da FAPESP (20092012). No doutorado trabalhou em parceria com o Professor Doutor Alan Graham MacDiarmid, laureado com o Prêmio Nobel em Química de 2000, com o qual publicou um artigo no Journal of Nanoscience and Nanotechnology, em 2009. Atualmente é Bolsista de Produtividade em Pesquisa, Nível 2, do CNPq, Professor Adjunto III na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) – Campus Sorocaba, Coordenador do Grupo de Pesquisa em Nanoneurobiofísica (GNN) (www.nanoneurobiophysics. net) e do Programa Futuro Cientista (www.futurocientista.net), desenvolvido junto às escolas públicas com o apoio dos setores público e privado. Tem experiência nas áreas de nanociência e nanotecnologia, com ênfase em nanoscopia, nanoneurociência e nanobiofísica médica. É credenciado junto ao Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Monitoramento Ambiental da UFSCar (PPGBMA), Programa de Pós-Graduação em Física (IFSC-USP) e Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical da Universidade de São Paulo (IMT-USP). Publicou cerca de 50 artigos em periódicos especializados, 10 capítulos de livros, um livro, e possui duas marcas registradas no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). É membro do corpo editorial da revista Chemical Sensors e revisor para diversos periódicos. Atualmente é membro colaborador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Sistemas Micro e Nanoeletrônicos e membro efetivo da Rede nBioNet (CAPES), Rede Agronano (Embrapa) e da American Nano Society.
MARYSTELA FERREIRA
Professora adjunta IV na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), campus Sorocaba-SP. Bacharel em Química pela Universidade de São Paulo, USP, Instituto de Química de São Carlos (IQSC) em 1993 e licenciada em Química (1995) também pelo IQSC. Mestre em 1996 (IQSC) e obteve o título de doutor em 2000 na área de Físico-Química (IQSC). Fez vários estágios de pós-doutorado entre os anos de 2000 e 2004 no Instituto de Física de São Carlos (IFSC) na USP e coordenou um projeto Jovem Pesquisador financiado pela FAPESP de 2004 a 2007 na Unesp em Presidente Prudente (SP). Sua área de atuação é em desenvolvimento de materiais utilizando filmes fines nanoestruturados com técnicas Langmuir Blodgett (LB) e Layer by-Layer (LbL) visando a interação de modelos de membranas e o desenvolvimento de sensores eletroquímicos ambientais e biossensores. Foi responsável pela criação do curso de Licenciatura em Química, UFSCar o qual coordenou desde o início em 2009 até a formação da primeira turma em 2013. Faz parte de dois programas
OS ORGANIZADORES
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de pós-graduação, sendo um em Ciência dos Materiais na UFSCar e o outro em Ciência e Tecnologia de Materiais (Posmat), Unesp, Bauru. Atualmente, tem mais de 50 artigos publicados em periódicos com revisão. Revisora de diversos periódicos nacionais e internacionais. OSVALDO N. OLIVEIRA JR.
Físico por formação, doutor pela Bangor University, Reino Unido. É professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC), Universidade de São Paulo, membro da Academia de Ciências do Estado de São Paulo. É membro fundador do Núcleo Interinstitucional de Linguística Computacional (NILC), que desenvolveu o revisor gramatical ReGra, agraciado com dois prêmios de inovação tecnológica. Suas principais áreas de atuação são em filmes orgânicos nanoestruturados, tópico de física da matéria condensada, e processamento de línguas naturais. Recebeu o Prêmio Scopus 2006, outorgado pela Elsevier do Brasil e a CAPES, como um dos 16 pesquisadores brasileiros com maior produção científica, com base no número de publicações, citações e orientações.
OS AUTORES
ALDO FÉLIX CRAIEVICH
Graduado (1964) e doutorado (1969) em Física pelo Instituto Balseiro, Universidad Nacional de Cuyo, Bariloche, Argentina. Livre-Docente (1974) do Instituto de Física e Química de São Carlos da Universidade de São Paulo. Realizou estágios de pós-doutorado no Laboratoire de Physique des Solides (1976) e no laboratório de luz síncrotron LURE (1981-1982), da Université Paris-Sud, Orsay, France. Foi Pesquisador Titular do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (1982-1986), Coordenador do Comitê Executivo do Projeto Radiação Síncrotron – PRS/CNPq (1982-1985) e Diretor Adjunto e Chefe do Departamento Científico do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron – LNLS (1987-1997). Atuou como Professor Titular (1987-2009), Chefe do Departamento de Física Aplicada (2002-2006) e Presidente da Comissão de Pesquisa do Instituto de Física da USP (2007-2008). Desenvolve pesquisas na área de física da matéria condensada, com ênfase em estudos de mecanismos de formação de materiais nanoestruturados, transições de fase de nanomateriais e caracterização estrutural de materiais nanocristalinos. Participou num total de aproximadamente 250 publicações, das quais 210 em revistas periódicas, 26 em anais de congressos e seis capítulos de livros. Os artigos publicados receberam até hoje acima de 3.400 citações na literatura (webofscience). Desde 1980 é Membro Titular da Academia de Ciências do Estado de São Paulo. Recebeu homenagens e distinções outorgadas pela comunidade de usuários e a equipe do LNLS (1997 e 2010), a Sociedade Brasileira de Cristalografia (2000) e o Instituto Balseiro, Bariloche, Argentina (2011). Formou parte das equipes que receberam o Prêmio Mercosul de Ciência e Tecnologia outorgado por UNESCO/MCT/MinCyT em 2004 e 2010. Atualmente
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
desempenha atividades como Professor Sênior do IF/USP, Bolsista de Produtividade Científica do CNPq em Nível 1A e Co-Editor do Journal of Synchrotron Radiation (IUCr-Chester/UK). ANA PAULA RAMOS
Possui bacharelado e licenciatura em Química pela USP(2005). Fez doutorado em Química (Físico-Química) pela USP trabalhando em projeto envolvendo o crescimento de carbonato de cálcio sobre matrizes biomiméticas formadas por filmes finos Langmuir-Blodgett de fosfolipídeos e filmes LbL de polieletrólitos. Durante o doutorado (abril a agosto 2008) realizou estágio na Universidade de Bristol-UK sob a supervisão da Dra. Fiona Meldrum. Desenvolveu projeto de pós-doutorado na USP a respeito da influência de diferentes matrizes (sol-gel, filmes LB, filmes LbL) nas propriedades luminescentes de moléculas orgânicas e complexos contendo lantanídeos, depositados sobre guias-onda, visando a obtenção de sensores ópticos. Atualmente é contratada como Professora Doutora no Departamento de Química da FFCLRP-USP, subárea Físico-Química. ÁLVARO ALIAGA CERÓN
Graduado em Química Ambiental pela Universidade do Chile (2006) e possui doutorado em Química pela Universidade do Chile (2011). Estagiou o pós-doutoral na Universidade Estadual Paulista, Departamento de Física, Biologia e Química (2012). Atualmente cursa pós-doutorado no Departamento da Química, Faculdade de Ciências, e é docente do Programa de Bacharelato, Universidade do Chile. Seus interesses de pesquisa incluem técnicas de espectroscopia e microscopia (infravermelho, espalhamento Raman, espalhamento Raman intensificado em superfície, análise visual das seções estratigráficas e tecidos) para a identificação e caracterização de materiais químicos e biológicos (peptídeos, proteínas, anfifílicos, poluentes, drogas, eletrodos modificados, aglutinantes, corantes, pigmentos e fibras). Atua principalmente nos seguintes temas: corantes em patrimônio cultural e oxidantes em biomembranas.
OS AUTORES
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CARLOS JOSÉ LEOPOLDO CONSTANTINO
Possui graduação em Licenciatura em Física pelo Instituto de Física de São Carlos-USP (1993) e em Engenharia de Produção-Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (1997), mestrado em Física Aplicada pelo Instituto de Física de São Carlos-USP (1995) e doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais pelo Instituto de Física de São Carlos-USP (1999). Fez três anos de pós-doutorado financiado pela FAPESP, sendo dois anos na Universidade de Windsor no Canadá (1999-2001) e um no CNPDIA-EMBRAPA em São Carlos, SP (20012002). Foi bolsista FAPESP no programa Jovem Pesquisador junto a UNESP de Presidente Prudente (2002-2006). Atualmente é professor adjunto (Livre Docente) na UNESP de Presidente Prudente, é credenciado no programa de Pós-graduação Institucional da UNESP em Ciência e Tecnologia de Materiais (POSMAT-conceito 5) e pesquisador PQ nível 1d do CNPq. Em 2009 desenvolveu pós-doutoramento junto a Universidade de Valladolid na Espanha como bolsista CAPES. Desenvolve pesquisa na área de ciência dos materiais e física do estado sólido com ênfase em espectroscopia molecular (Raman e FTIR) e fabricação de filmes orgânicos nanoestruturados aplicados a sensores e dispositivos ópticos. Paraninfo e professor homenageado da V Turma de Química da FCT/ UNESP. Paraninfo da VIII Turma de Física da FCT/UNESP. DAIANA KOTRA DEDA
Bacharel e Licenciada em Química pela Universidade Estadual do Centro-Oeste (2006) e doutora em Ciências pela Universidade de São Paulo (2011). Atualmente é pós-doutoranda na Universidade de São Paulo. Tem experiência nas áreas de nanociência e nanotecnologia, com ênfase no desenvolvimento de nanobiomateriais. Atua principalmente nas seguintes áreas: desenvolvimento e caracterização de nanomateriais; desenvolvimento de fotossensibilizadores para Terapia Fotodinâmica; encapsulamento de fármacos e desenvolvimento de nanosistemas de liberação controlada; estudos de interação de nanoestruturas com sistemas biológicos; toxicidade de nanomateriais in vitro e in vivo.
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
DIEGO GERMÁN LAMAS
Graduado (1992) e doutorado (1999) em Física pela Facultad de Ciencias Exactas y Naturales da Universidad de Buenos Aires, Argentina. Em 1993 ingressou ao Centro de Investigaciones en Sólidos (CINSO), CONICET-CITEDEF, Argentina, onde realizou as pesquisas de sua tese de doutorado e desenvolveu a maior parte de sua carreira, havendo sido responsável pelo Grupo de Nanomateriais para Células a Combustível (2001-2010). Atualmente é Pesquisador Independente do Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas da Argentina (CONICET) e Professor Associado da Facultad de Ingeniería da Universidad Nacional del Comahue, Neuquén, Argentina. Participou na criação da Asociación Argentina de Cristalografía em 2004, da qual é Presidente desde 2011. Atualmente é também Vice-Presidente pro-tempore da Associação Latino-Americana de Cristalografia, fundada em 2013. Sua área de pesquisa se concentra na síntese e caracterização de materiais cerâmicos, focando especialmente suas propriedades cristalográficas e elétricas.
FÁBIO DE LIMA LEITE
Possui graduação em Física (bacharelado e licenciatura) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2000) e mestrado (2002) e doutorado (2006) em Ciência e Engenharia de Materiais pela Universidade de São Paulo (2006). No período de 2006 a 2008, realizou um pós-doutorado no Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP) e em 2008 e 2009 realizou seu pós-doutorado em colaboração com a Embrapa Instrumentação Agropecuária. Foi Bolsista Jovem Pesquisador da FAPESP (20092012). No doutorado trabalhou em parceria com o Professor Doutor Alan Graham MacDiarmid, laureado com o Prêmio Nobel em Química de 2000, com o qual publicou um artigo no Journal of Nanoscience and Nanotechnology, em 2009. Atualmente é Bolsista de Produtividade em Pesquisa, Nível 2, do CNPq, Professor Adjunto III na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) – Campus Sorocaba, Coordenador do Grupo de Pesquisa em Nanoneurobiofísica (GNN) (www.nanoneurobiophysics. net) e do Programa Futuro Cientista (www.futurocientista.net), desenvolvido junto às escolas públicas com o apoio dos setores público e privado. Tem experiência nas áreas de nanociência e nanotecnologia, com ênfase em nanoscopia, nanoneurociência e nanobiofísica médica. É credenciado junto ao Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Monitoramento Ambiental da UFSCar (PPGBMA), Programa de
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Pós-Graduação em Física (IFSC-USP) e Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical da Universidade de São Paulo (IMT-USP). Publicou cerca de 50 artigos em periódicos especializados, 10 capítulos de livros, um livro, e possui duas marcas registradas no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). É membro do corpo editorial da revista Chemical Sensors e revisor para diversos periódicos. Atualmente é membro colaborador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Sistemas Micro e Nanoeletrônicos e membro efetivo da Rede nBioNet (CAPES), Rede Agronano (Embrapa) e da American Nano Society. FABIO APARECIDO FERRI
Professor Adjunto do Departamento de Ciências Exatas da Universidade Federal de Lavras. Possui Bacharelado em Física (2004) e Licenciatura Plena em Física (2006) pela Universidade Federal de São Carlos. Possui também Mestrado (2007) e Doutorado (2010) em Física Aplicada pelo Instituto de Física de São Carlos/USP, onde foi Pesquisador Pós-Doutor (20102014). Realizou ainda estágio de Pós-Doutoramento (2013) no Institute for Nanoscience and Engineering da University of Arkansas, Estados Unidos. Atua como revisor em diferentes periódicos internacionais. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Física da Matéria Condensada, atuando principalmente nos seguintes temas: ciência e tecnologia de filmes finos, semicondutores amorfos, semicondutores magnéticos, técnicas espectroscópicas, espalhamento Raman, microscopia, litografia por feixe de íons focalizados e epitaxia por feixes moleculares, dentre outros. GUINTHER KELLERMANN
Graduado em Física pela Universidade Federal de Santa Catarina (1992), possui mestrado em Física pela Universidade de São Paulo (1996) e doutorado em Física pela Universidade Estadual de Campinas (2003). Entre 1997 e 2010 atuou como físico no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Atualmente é professor no Departamento de Física da Universidade Federal do Paraná. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Cristalografia, atuando principalmente nos seguintes temas: espalhamento de raios X a baixo ângulo, estudo de materiais nanocompósitos e instrumentação de raios X.
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
JOSÉ ARANA VARELA
Graduado em Física pela Universidade de São Paulo (USP), com mestrado em Física pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) e doutorado em Ciência de Materiais pela University of Washington. Professor titular do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Araraquara, é pesquisador 1 A do CNPq e presidente da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat). É membro do Conselho Superior de Inovação e Competitividade da Federação das Indústrias do Estado de São Paulo (Fiesp), membro da Sociedade Brasileira de Física, da World Academy of Ceramics, da American Ceramic Society e da Materials Research Society, membro da Academia de Ciências do Estado de São Paulo e membro da Academia Brasileira de Ciências. Atualmente, é Diretor Presidente do Conselho Técnico Administrativo da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP. Recebeu vários prêmios e honrarias, entre os quais o Prêmio Epsilon de Ouro, da Sociedade Espanhola de Cerâmica e Vidro, o Prêmio Scopus Elsevier, pela sua contribuição para a ciência no Brasil, o Global Star Award (2013) e Bridge Building Bridge Award (2014) ambos da American Ceramic Society. LEONARDO NEGRI FURINI
Graduado em Física pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (2010) e mestre pelo Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais da Universidade Estadual Paulista de Presidente Prudente (2012). Atualmente é aluno de doutorado pelo mesmo programa e professor bolsista do Departamento de Física, Química e Biologia da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista. Possui experiência na área de filmes finos do tipo Layer-by-Layer, Langmuir e Langmuir-Blodgett além de técnicas como microscopia de força atômica, espectroscopias Raman, infravermelho, UV-Vis e de impedância.
OS AUTORES
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MARCELO DE ASSUMPÇÃO PEREIRA DA SILVA
Iniciou sua atividade profissional na Companhia Intercontinental de Compressores SICOM/TECUMSEH(1976-1977) e foi professor no Curso e Colégio CAASO (1980-1983). Graduado em Engenharia Mecânica pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (1983). Atuou na área de Projeto do Ferramental e Projeto do Produto na EMBRAER (1984-1991). Foi bolsista RHAE-CNPQ no Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP (1991-1993). Possui experiência em Microscopia eletrônica de varredura e litografia com feixe de elétrons, e com este tema obteve o título de mestre em ciência e engenharia de materiais pelo IFSC-USP (1996). Atuou na área de microscopia de força atômica e morfologia de filmes finos poliméricos tendo obtido o título de Doutor em Ciência e Engenharia de Materiais pelo IFSC-USP (2001). Trabalhou em estudos de morfologia de escovas moleculares em seu pós-doutorado na University of North Carolina at Chapel Hill, Estados Unidos (2001-02). É autor de mais de 70 publicações em periódicos internacionais com seletiva política editorial e mais de 100 trabalhos em congressos. É engenheiro no Instituto de Física de São Carlos IFSC da Universidade de São Paulo USP desde 1993 e professor no Centro Universitário Central Paulista UNICEP desde 2003. MARIO DE OLIVEIRA NETO
Bacharel e licenciado em Física pela Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, Rio Claro (2002), possui doutorado em Física Aplicada pela USP, São Carlos (2008), pós-doutorado em Física Aplicada pela USP (2010) e pós-doutorado com projeto em colaboração entre USP, São Carlos e Max Planck, Potsdam (2012). Atualmente é Professor Doutor no Departamento de Física e Biofísica da Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, Botucatu – SP. Realiza pesquisas na área de física aplicada, com ênfase em espalhamento de raios X abaixo ângulo aplicado principalmente ao estudo de enzimas com potencial para degradação de biomassas.
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
PÂMELA SOTO GARCIA
Graduada em Tecnologia em Saúde (Modalidade: Projetos, Operação e Manutenção de Aparelhos Médicos e Hospitalares) pela Faculdade de Tecnologia de Sorocaba (2008); possui Aprimoramento em Microbiologia em Saúde Pública pelo Instituto Adolfo Lutz – Sorocaba (2009). Mestre em Biotecnologia e Monitoramento Ambiental pela Universidade Federal de São Carlos, campus Sorocaba – UFSCar (2014). Atualmente é graduanda em Ciências Biológicas e pesquisadora no Grupo de Nanoneurobiofísica da Universidade Federal de São Carlos, campus Sorocaba – UFSCar, onde dará continuidade nos estudos de doutorado, desenvolvendo nanobiossensores de pontas de AFM para o estudo de doenças autoimune e neurodegenerativas. Experiências: nanoscopia, microscopia de força atômica, nanotecnologia, desenvolvimento de nanobiossensores. PEDRO HENRIQUE BENITES AOKI
Possui graduação e licenciatura em Física pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho – UNESP (2008) e mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais pela UNESP (2011). Atualmente (2012-2015) desenvolve seu doutorado pelo programa de pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais/ POSMAT. Tem experiência na área de Ciência de Materiais, com ênfase em moléculas orgânicas e suas aplicações, atuando principalmente nos seguintes temas: fabricação de filmes nanoestruturados ultrafinos, filmes de Langmuir e LB, filmes LbL, caracterização por espectroscopia vibracional e eletrônica, espalhamento Raman amplificado em superfície e espectroscopia de impedância. PRISCILA ALESSIO
Possui graduação em Licenciatura em Física pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho – UNESP (2005). Possui Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais pela UNESP (2008) e doutorado em regime de cotutela com a Universidad de Valladolid (UVa) obtendo os títulos de doutora em Ciência e Tecnologia de Materiais pela UNESP e doctora en Ciéncias Físicas pela UVa (2012). Atualmente é pós-doutoranda na Faculdade de Ciências e Tecnologia de Presidente Prudente (UNESP). Tem experiência na área de Ciência de Materiais, com ênfase em moléculas orgânicas
OS AUTORES
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e suas aplicações, atuando principalmente nos seguintes temas: fabricação de filmes nanoestruturados ultrafinos, filmes de Langmuir e LB, filmes LbL, caracterização por espectroscopia vibracional e eletrônica, espalhamento Raman amplificado em superfície e espectroscopia de impedância. RONALD TARARAM
Bacharel em Química pela Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Araraquara. Possui Mestrado (2006) e Doutorado em Química (2010) com concentração em físico-química pelo Instituto de Química de Araraquara – Unesp. Realizou pós-doutorado no CMDMC/Unesp, de 2010 a 2012, com ênfase em cerâmica eletrônica e nanotecnologia. Atualmente é analista de P&D no Centro Nacional de Tecnologia Eletrônica Avançada, CEITEC S.A., onde desenvolve projetos e metodologias de caracterização de dispositivos microeletrônicos. Tem atuação em Ciência e Tecnologia de Materiais, com experiência em semicondutores, técnicas espectroscópicas de caracterização e nas microscopias de varredura eletrônica, tunelamento e de força atômica.
APRESENTAÇÃO
O tema abordado nesta obra está diretamente ligado à revolução industrial e tecnológica que o mundo está vivenciando. O impacto na economia e em nosso cotidiano já é significativo, com a produção de novos fármacos a partir de nanopartículas, novas terapias e nanodispositivos para sensoriamento ambiental. Como se pode intuir, referimo-nos a nanociência e nanotecnologia. A nanociência e suas derivações compõem um campo de fronteira transdisciplinar que permite realizar a miniaturização de materiais e dispositivos, trabalhando na nanoescala para criar estruturas com organização molecular. Os benefícios dessas novas estruturas nanométricas podem ser constatados pela rápida disseminação de resultados em áreas como aeronáutica, biotecnologia, materiais, nanoeletrônica, medicina, meio ambiente, saúde e segurança nacional. A ciência que descrevemos aqui é capaz de construir e manipular moléculas e átomos a ponto de desenvolver novos materiais com propriedades convenientes e que normalmente não são observadas na macroescala. De fato, o mundo clássico em que vivemos apresenta propriedades que podem ser drasticamente alteradas se a matéria for manipulada em nível nanoscópico. Por exemplo, um material condutor elétrico nas escalas macroscópica e microscópica pode se tornar isolante na nanoescala. Essas peculiaridades do nanomundo, que permitem criar materiais com incríveis e inusitadas propriedades, poderão ser exploradas pelo leitor por intermédio dos capítulos desta obra. Nossa ideia é criar inquietação, instigar transformações na forma de pensar e ver o mundo a partir do controle das propriedades da matéria na escala atômica e molecular. Nanociência e Nanotecnologia: Princípios e Aplicações é uma coletânea de três volumes dedicada a estudantes de graduação e pós-graduação de diversos cursos, além de técnicos e profissionais de várias indústrias. Os livros contêm capítulos direcionados a temas de vanguarda em novas áreas de pesquisa, além de capítulos de
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
caráter técnico-científico, em que são descritas estruturas e ferramentas para a ciência e tecnologia em escala nanométrica. A coleção tem o objetivo principal de orientar o leitor com relação aos conceitos e fundamentos teóricos da nanociência, para permitir o entendimento dos fenômenos e das propriedades da matéria em nível atômico-molecular. Propriedades de nanoestruturas, síntese, processamento, caracterização, manipulação e modelamento computacional foram temas abordados nos diversos capítulos. Pretende-se com esta obra ensinar a alunos de diversas áreas os tópicos essenciais para iniciar pesquisas em nanociência e nanotecnologia. O texto é intrinsecamente interdisciplinar, já que os autores possuem formação acadêmica diversificada. Em alguns capítulos utilizamos um formalismo matemático mais detalhado, importante para fornecer fundamentos. Os capítulos são didáticos tanto na descrição dos modelos quanto nas suas possíveis utilizações. O aprofundamento em cada tema pode ser adquirido por intermédio da extensa lista de referências disponibilizadas pelos autores em seus capítulos. Os potenciais leitores desta coleção podem vir de diversas áreas, o que tornou esta obra um grande desafio aos organizadores e autores. Estaremos recompensados se cada leitor obtiver algum conhecimento que lhe possa ser útil em sua vida profissional. Esperamos, também, que a obra possa servir para estimular pesquisadores a explorar as potencialidades do nanomundo, produzindo novos materiais e desenvolvendo métodos e processos para a nanotecnologia.
PREFÁCIO
O terceiro volume da coleção Nanociência e Nanotecnologia: Princípios e Aplicações aborda as principais técnicas de caracterização de nanomateriais e nanoestruturas. Os temas apresentados neste volume ocupam um espaço apreciável nos programas de pós-graduação do Brasil. Portanto, acreditamos que o volume possa ser útil a docentes (orientadores) e alunos (orientados) de áreas básicas da ciência, além daqueles que não estudam diretamente nanociência e nanotecnologia. Os capítulos também servirão para consulta tanto para os iniciantes em pesquisa científica quanto para um público não especializado. Os textos foram dedicados aos aspectos básicos das técnicas de caracterização nas suas distintas abordagens, facilitando o acesso às noções gerais e específicas de tais instrumentos. Os avanços significativos e os fundamentos matemáticos necessários para entendimento das técnicas também foram explorados. Os Capítulos 1 e 2 tratam de técnicas microscópicas muito utilizadas na caracterização de nanomateriais: o Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e o Microscópio de Força Atômica (MFA). No Capítulo 1, a técnica de MEV é apresentada de forma simples, com ênfase nos princípios de funcionamento e na aplicação em nanofabricação e nanomanipulação. O Capítulo 2 aborda princípios básicos da técnica de MFA, bem como aspectos relacionados à caracterização elétrica, utilizando técnicas específicas como a microscopia de força eletrostática e a microscopia de varredura por potencial de superfície. O Capítulo 3 apresenta diversas técnicas de caracterização espectroscópicas de nanomateriais, principalmente na forma de nanopartículas e filmes finos com espessura da ordem de nanômetros. O capítulo foca na aplicação das espectroscopias de absorção no ultravioleta-visível (UV-Vis) e no infravermelho (IV), espalhamento Raman e espalhamento Raman amplificado em superfície (SERS).
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
Os Capítulos 4 e 5 tratam especificamente da aplicação do espalhamento de luz e de raios X no estudo de nanomateriais, respectivamente. A técnica de Espalhamento de Luz Dinâmico (ELD) é utilizada na determinação do diâmetro de materiais formados por diferentes tipos de partículas dispersas em meio líquido. Estas partículas podem ser orgânicas, compostas por polímeros, carboidratos, proteínas e tensoativos, ou inorgânicas, compostas por metais, como as nanopartículas de ouro ou prata, além daquelas formadas por óxidos de metais de transição. O capítulo contém a descrição dos aspectos teóricos da técnica de ELD, relacionando-os com as aplicações para determinação do diâmetro de nanopartículas. As técnicas de difração de raios X a alto ângulo e de espalhamento de raios X a baixo ângulo também são utilizadas para caracterizar tamanho de nanopartículas. O Capítulo 5 aborda os conceitos básicos dessas duas técnicas e suas aplicações em nanomateriais inorgânicos e biológicos. O método de difração é comumente aplicado em estudos estruturais de pós cristalinos. O método de espalhamento de raios X a baixo ângulo pode ser aplicado no estudo de materiais biológicos (proteínas) em solução.
SUMÁRIO
Dedicatórias Agradecimentos Os organizadores Os autores Apresentação Prefácio Lista de abreviaturas e siglas
1 Microscopia Eletrônica de Varredura 1. Introdução 2. O Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) 2.1. Vácuo 2.2. Canhão de elétrons 2.3. Coluna eletrônica 2.4. Câmara de amostras 3. Utilização do MEV 4. Avanços da microscopia eletrônica de varredura 4.1. Acúmulo de carga elétrica na amostra 4.2. Nanomontagem 4.3. Detectores de elétrons 5. Microscopia eletrônica de varredura de baixa voltagem (MEV-BV) 6. Microscopia eletrônica de varredura ambiental (MEV-A) 7. Difração de elétrons retroespalhados (DERE) 8. Espectroscopia por dispersão de raios X no MEV 9. Litografia com feixe de elétrons (LFE) 10. Nanomanipulação
v vii ix xiii xxiii xxv xxxi
1 3 5 5 5 8 8 9 10 10 10 11 13 17 20 24 27 29
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
2 Microscopia de Força Atômica: Uma Poderosa Ferramenta para Caracterização Elétrica 1. Introdução 2. Princípios de funcionamento 3. Modos de operação 3.1. Modo contato 3.2. Modo contato intermitente 4. Processamento e análise de imagens 5. Nanocaracterização elétrica 5.1. Classificação dos regimes de operação 5.2. Alguns exemplos de utilização
3 Técnicas Espectroscópicas de Caracterização de Nanomateriais 1. Absorção no ultravioleta visível (UV-VIS) 1.1. Caracterização de materiais e nanopartículas 1.2. Catálise 1.3. Sensores 1.4. Monitoramento do crescimento de filmes nanoestruturados 2. Absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) 2.1. Interações moleculares 2.2. Orientação molecular 3. Espalhamento Raman 3.1. Nanomateriais à base de carbono 3.2. Nanomateriais a partir de metais 4. Espalhamento Raman amplificado em superfície (SERS) 4.1. Unidades sensoriais e nanoestruturas metálicas 4.2. Circuitos eletrônicos 4.3. Material biológico 4.4. Pinturas e têxteis com valor histórico
4 Espalhamento de Luz Dinâmico Aplicado à Caracterização de Nanopartículas 1. Teoria 1.1. Espalhamento Rayleigh 1.2. O movimento browniano e a técnica ELD 1.3. Análise das distribuições 2. Aplicações
5 Difração e Espalhamento de Raios X por Nanomateriais 1. Difração de raios X aplicada ao estudo de pós nanocristalinos 1.1. Difração de raios X 1.2. Método da difração de pó 1.3. A difração de raios X de pós cristalinos aplicada a nanomateriais 1.4. Método de Rietveld e sua aplicação ao estudo de tamanho de cristalito e de microdeformações 1.5. Um caso de estudo: pós nanocristalinos de ZrO2 dopados com Y2O3 1.6. Métodos modernos para a análise de dados de XPD de nanomateriais
43 45 47 50 51 52 53 54 55 60 75 77 78 80 82 83 85 85 88 91 91 95 99 100 103 104 106 113 115 115 117 121 122 129 131 131 136 141 151 153 157
SUMÁRIO
2. Espalhamento de raios X a baixo ângulo 2.1. Aspectos básicos 2.2. Nanopartículas imersas em matrizes homogêneas 2.3. Parâmetros e modelos estruturais 2.4. Programas para análises de curvas de SAXS de proteínas em solução 2.5. Exemplo de aplicação: Estudo da proteína leptospira ferredoxina-NADP(H) redutase 3. GISAXS e ASAXS 3.1. Espalhamento de raios X em incidência rasante 3.2. Espalhamento anômalo ou ressonante de raios X a baixo ângulo
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158 158 165 168 171 176 180 180 196
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
[Oxi] [Red] 1D 2D a.C. A431 A549 AAP Abs ABS AC ACCase ACGT AFAM AFMAFSALP Alq3 ALS Am APTES ASAXS ATPases BAM BAMS BBL BC BCB BCCI BHE-
Atividade da Espécie Oxidada Atividade da Espécie Reduzida Unidimensional. Bidimensional Antes de Cristo Linhagem de células epidermoide humano Linhagem de células adenocarcinoma humano Alumina anódica porosa Absolutas Acrilonitrila-butadieno-estireno Alternating current (corrente alternada) Acetil coenzima A carboxilase Advancing Clinico Genomic Trials on Cancer (Ensaios clínico-genômicos avançados em Câncer) Atomic Force Acoustic Microscopy (Microscopia Acústica de Força Atômica) Atomic Force Microscopy ou Atomic Force Microscope (Microscopia de Força Atômica) Atomic Force Spectroscopy (Espectroscopia de Força Atômica) Aberturas Limitadoras de Pressão Hidroxiquinolina de alumínio Acetolactatosintase Amperímetro Amino propil trietoxisilano Anomalous Small-Angle X-ray Scattering (espalhamento anômalo – ou ressonante – de raios X a baixo ângulo). Adenyl pyrophosphatase (adenilpirolfosfatase) Brewster Angle Microscopy (microscopia de ângulo de Brewster) Brain Architecture Knowledge Management System (Sistema de Gestão do Conhecimento da Arquitetura do Cérebro) Poly(benzobisimidazobenzophenanthroline) Banda de condução Diviniltetrametilsiloxana-bis(benzociclobuteno) Business Communications Company Inc. Barreira hemato-encefálica
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
BioMEMS BioNEMS BLAST BRENDA BSA butil-PBD BV C-60 C8-BTBT caBIG c-AFM CCD CD CE CFM CIE CMC CMDMC CMOS COVs CSO CSSC CTAB CTC D DAM DBPC DC DCPB DDFTTF DDG DEMA DERE DF DFT DL DM DMFC DMol DMPA DMT DNA DNTT DO DOS DP DPPC DPV DRX DTBTE DTS
Biological Microelectro Mechanical Systems (Sistemas Bio Microeletrônicos) Biological Nanoelectro Mechanical Systems (Sistemas Biológicos Nanoeletromecânicos) Basic Local Alignment Search Tool Braun shweig Enzyme Database. Bovine Serum Albumin (Albumina do soro bovino) 2-(4-bifenil)-5-(4-tert-butifenil)1,3,4-oxidiazol Banda de valência Fulereno com 60 carbonos 2,7-dioctyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene Câncer Biomedical Informatics Grid Conductive Atomic Force Microscopy (Microscopia de Força Atômica Condutiva) Charge Coupled Device. Compact Disc Célula eletroquímica Chemical Force Microscopy (Microscopia de Força Química) Commission Internationale de l’Éclairage (Comissão Internacional de Iluminação) Concentração micelar crítica Centro Multidisciplinar de Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos Metal oxide semiconductor (Óxido metálico semicondutor) Orgânicos voláteis Células Solares Orgânicas Células Solares Sensibilizadas por Corantes Brometo de cetiltrimetil amônio Capacidade de troca de cátions Drain (eletrodo de dreno do transistor FET) Dummy Atom Model (modelo de átomos fictícios) De Baixo Para Cima Direct current (corrente contínua) De Cima Para Baixo 5,5-bis-(7-dodecyl-9H-fluoren-2-yl)-2,2-bithiophene Dispositivo Detector Gasoso Departamento de Engenharia de Materiais Difração de Elétrons Retroespalhados Demchak e Fort Teoria do Funcional de Densidade Dilaureil Dimiristoil DirectMethanolFuelCell (Célula combustível de metanol direto) Dinâmica Molecular Dimiristoilfosfatidico Derjaguin-Muller-Toporov Deoxyribonucleicacid (Ácido desoxirribonucleico) Dinaphtho-[2,3-b:2′,3′-f]thieno[3,2-b]-thiophene Dioleil Density of states (densidade de estados) Dipalmitoil Dipalmitoil fosfatidil colina Voltametria de Pulso Diferencial Difração de raios X trans-1,2-di[thieno[3,2-b][1]benzothiophenic-2-]ethylene Deciltriclorosilano
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
E. coli Ecr ECS EDCOX EDEX EF EFM EFP EIL EIS EL ELD ENH ENH ou EPH EQE ES ES1 ES2 ES3 ESA ETL EXAFS ExPaSy Fadh Fe2O3 FEG FET FID FINEP FM fM FMM FNE FPPF FPPM FT FTIR FTO FWHM G GC GEE GISAXS GMR GPS HAuCl4 HC HCl HDPE
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Escherichia coli Energia Crítica Eletrodo de Calomelano Saturado Espectroscopia por Dispersão de Comprimentos de Onda de Raios X Espectroscopia por Dispersão de Energia de Raios X Energia de Fermi Electrostatic Force Microscopy (Microscopia de Força Eletrostática) Elétrons do Feixe Primário ElectronInjectionLayer (Camada Injetora de Elétrons) Espectroscopia de Impedância Eletroquímica Emitting Layer (Camadas Emissoras) Espalhamento de luz dinâmico Eletrodo normal de hidrogênio Eletrodo Normal (ou Padrão) de Hidrogênio Eficiência quântica externa Elétrons Secundários Emitidos pela Amostra Elétrons secundários gerados pelos elétrons do feixe incidente Elétrons secundários gerados pelos elétrons espalhados através da amostra Elétrons secundários gerados pelos elétrons espalhados através de outras partes da câmara de amostras Electrostatic Self-Assembly (automontagem por atração eletrostática) Electron Transport Layer (camada transportadora de elétrons em OLEDs) Espectroscopia de absorção de raios X Expert Protein Analysis System (Sistema de Análise Especializado em Proteínas) Força de adesão Magnetita Fiels Emission Gun (Microscopia Eletrônica por Emissão de Campo) Field-Effect Transistor (transistor de efeito de campo) Free Induction Decay (Decaimento de Indução Livre) Financiadora de Estudos e Projetos Fluido magnético fento-molar Force Modulation Microscopy (Microscopia de Modulação de Força) Feixe não espalhado Full Pattern Profile Fitting (ajuste de padrão total) Full Pattern Profile Modelling (modelamento de padrão total) Fonte de tensão Fourier transform infrared spectroscopy (Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier) Fluorine-doped tin oxide (óxido de estanho dopado com flúor) Full Width Height Maximum (Largura à meia altura) Gate (eletrodo de porta do transistor FET) Gas chromatography (cromatografia gasosa) Gases de Efeito Estufa Grazing-IncidenceSmall-Angle X-rayScattering (espalhamento de raios X a baixo ângulo na geometria de incidência rasante) Giant Magneto resistance (Magneto resistência Gigante) Global Positioning System (Sistema de Posicionamento Global) Ácido cloroáurico Coercividade Ácido Clorídrico Polietileno de alta densidade
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
HDPE-g-MA HDT HEK HH HIV/AIDS HMDS HOMO HP HPLC HRTEM HT HTL ixE IBM IERE IES Im Z IP IPd IPH ISO-TC ITO JKR Junção D-A K2PtCl4 LB LbL LCAO LCD LCD LE LFE LFM LLDPE LS LUMO M MAQ MCT MECQ MET MEV MEV-A MEV-BV MEV-EC MHT MIS ml MLV MM
Polietileno de alta densidade enxertado com anidrido maleico Temperatura de deflexão térmica Linhagem de células embrionárias do rim Head-to-head (regioregularidade cabeça-cabeça de semicondutor polimérico) Human immuno deficiency vírus (vírus da imunodeficiência humana) Hexametildissilazana Highest occupied molecular orbital (orbital molecular ocupado mais alto) n-heteropentaceno High-performance liquid chromatography (cromatografia liquida de alta performance) High resolution transmission electron microscopy (Microscopia eletrônica de alta resolução) Head-to-tail (regiorregularidade cabeça-cauda de semicondutor polimérico) Hole Transporting Layer (camadas transportadoras de buracos) Corrente versus Potencial International Busines Machines Imagem de Elétrons Retro Espalhados Imagem de Elétrons Secundários Impedância Imaginária Íons Positivos Índice de polidispersão Plano interno de Helmholtz International Organization for Standardization – Technical Committee Organização Internacional para Padronização – Comitê Técnico Indium-doped tin oxide (óxido de estanho dopado com índio) Johnson-Kendall-Roberts Junção doador-aceitador Tetracloro platinato de potássio Langmuir-Blodgett Layer-by-Layer (camada por camada) Linear Combination of Athomic Orbitals (Combinação Linear De Orbitais Atômicos Liberação controlada de drogas Liquid Crystal Display (Tela de Cristal Líquido) Lentes eletrostáticas Litografia com Feixe de Elétrons Lateral Force Microscopy (Microscopia de Força Lateral) Polietileno linear de baixa densidade Langmuir-Schaefer Lowest unoccupied molecular orbital (orbital molecular desocupado mais baixo) Magneto lipossomos Microanálise Química Ministério da Ciência e Tecnologia Microbalança Eletroquímica de Cristal de Quartzo Microscopia eletrônica de transmissão Microscopia Eletrônica de Varredura Microscopia Eletrônica de Varredura Ambiental Microscopia Eletrônica de Varredura de Baixa Voltagem Microscopia Eletrônica de Varredura com Filamento de Emissão de Campo Magneto hipertermia Estrutura de camadas Metal-Isolante-Semicondutor Número quântico magnético Multilamellar vesicle (vesícula multilamelar) Massa molar
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
MOSFET MRI ms MTJ MWNT N&N NA NASA Ne NEMS NF NIH-3T3 NIM NIOSH n-MAG NNI NP NPO NR-g-PAAm OLED OMMT ONAMI OPH OSC OTFT OTS P&D P(NDI2OD-T2) P3AT P3HT P4VP PA PA6 PAA PAMAM PAni PAP pBTTT PC PC PCz PDB PDF PDIR-CN2 PDP PDPP-TBT
Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor) Magnetic ressonance image (imagens de ressonância magnética) Número quântico de spin Magnetic Tunnel Junction (Junção Túnel Magnético) Multi-walled Nanotube (Nanotubo de parede múltipla) Nanociência & Nanotecnologia Número de Avogadro National Aeronauticsand Space Administration (Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço) Densidade eletrônica Nanoelectro Mechanical Systems (Sistemas Nanoeletromecânicos) Nanofluido Linhagem de células fibroblastos Nanoimpedance Microscopy (Microscopia de Nanoimpedância) National Institute for Occupational Safety and Health’s (Instituto Nacional de Segurança Ocupacional e Saúde) Nanopartículas de maguemita com cargas superfíciais negativas The National Nanotechnology Initiative (Iniciativa Nacional de Nanotecnologia) Nanopartículas Nano Particle Ontology (Ontologia de Nanopartículas) Polyacrylamide grafted Natural Rubber (Borracha natural enxertada em poli(acrilamida)) Organic light-emitting diode (Diodo orgânico emissor de luz) Argila montmorilonita modificada organicamente Oregon Nanoscience and Microtechnologies Institute’s (Instituto Oregon para a Nanociência e Microtecnologias) Plano externo de Helmholtz Organic Solar Cell (Célula solar orgânica) Organic Thin Film Transistor (Transistor de filmes finos orgânicos) Octadeciltriclorosilano Pesquisa e Desenvolvimento [N,N-9-bis(2-octyldodecyl) naphthalene-1,4,5,8-bis(dicarboximide)-2,6-diyl]-alt-5,59-(2,29-bithiophene) Poli(3-alquiltiofeno) Poli(3-hexiltiofeno) Poli(4-vinilfenol) Ácido fosfatidico, Poliamida 6 Poliácido acrílico Poli(amidoamina) Polianilina Hidrocloreto de Fenazopiridina Poly(2,5-bis(3-hexadecylthiophen-2-yl)thieno[3,2-b]thiophene Fosfatidil colina Policarbonato Policarbazol Book haven Protein Data Bank (Banco de dados de proteínas) Pair Distribution Function (Função de distribuição de pares) N,N''-bis(n-alkyl)-(1,7 and 1,6)-dicyanoperylene-3,4:9,10-bis(dicarboximide) Programa de Desenvolvimento Produtivo Diketopyrrolopyrrole–benzothiadiazolecopolymer
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TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
Photodynamic therapy (terapia fotodinâmica) Polietileno Probes Encapsulated by Biologically Localised Embedding Plasma-enhanced chemical vapor deposition (deposição química na fase vapor assistida por plasma) PEDOT:PSS Poli(3,4-etilenodioxitiofeno) dopado com poli(ácido estireno-sulfônico) PEF Fosfatidil etanolamina PEG Polietileno glicol PEMFC Proton Exchange Membrane Fuel Cell (Célula combustível de membrana de troca protônica) PEO Plasma Electrolytic Oxidation PF Polifluoreno PFM Piezoresponse Force Microscopy (Microscopia de Força Piezoelétrica) Pfu Polifurano PG Fosfatidil glicerol pH potencial hidrogeniônico PI Poliimida PIBMA Poli(isobutilmetacrilato) PLA Ácido polilático PLGA Ácido poli(lático-co-glicólico) p-MAG Nanopartículas de maguemita com cargas superficiais positivas PM-IRRAS Polarization-modulated infrared reflection-adsorption spectroscopy (espectroscopia de infravermelho reflexão-absorção com polarização-modulada) PMMA Poli(metil metacrilato) PO2 Permeabilidade ao oxigênio PP Polipropileno PPP Poli(p-fenileno) PPV Poli(p-fenilenovinileno) PPy Polipirrol PQT-12 Poly[5,5-bis(3-dodecyl-2-thienyl)-2,2-bithiophene] PS Poliestireno PSD Fosfatidil serina PSS Poli(estireno sulfonato de sódio) PT Politiofeno PTAA Politriarilamina PTC Positive Temperature Coefficient (Coeficiente de temperatura positivo) PVA Poli(vinil álcool) PVK Polivinil carbazol PVP Polivinil piridina PVP Poli(vinil pirrolidona) PVS Poli(vinil sulfônico) PZT Titanato zirconato de chumbo QM/MM Quantum Mechanics/Molecular Mechanics QSAR Quantitative Structure-Activity Relationship (Relação Quantitativa Estrutura-Atividade) rBMEC Células endoteliais primárias de cérebros de rato RC Resistência em Paralelo com um Capacitor RCSB Research Collaboratory for Structural Bioinformatics (Pesquisa Colaboratória para Bioinformática Estrutural) Re Z Impedância Real Rede NANOBIOTEC Rede Nacional de Nanobiotecnologia redox Redução/Oxidação PDT PE PEBBLE PECVD
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
RENAMI RES RFID RGO RI RMN RNA ROS RPM Rupy S SAXS SCI SCLC SCM SDS SEM-FEG SERS SIM SMEM SNC SNOM SOFC SPIO SPM SSPM SSRM STM SU SUV SWCNT SWNTs SWV TB TCH TCL TCNQ TEM TEOS THF THF THPC TiO2 TIPS TLC TR
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Rede de Nanotecnologia Molecular e de Interfaces Sistema retículo endotelial Radio Frequency Identification Device (dispositivo de identificação por radio frequência) Reduced Graphene Oxide (óxido de grafeno reduzido) Resistência ao impacto Izod Ressonância magnética nuclear Ribonucleic acid (ácido ribonucleico) Reactive oxygen species (espécies reativas de oxigênio) Rotações por minuto Complexo de Rutênio Source (eletrodo de fonte do transistor FET) Small-Angle X-rayScattering (espalhamento de raios X a baixo ângulo) Scientific Electronic Library (Biblioteca Eletrônica Científica) Space Charge Limited Current (corrente limitada por carga espacial) Scanning Capacitance Microscopy (Microscopia de Varredura de Capacitância) Dodecil sulfato de sódio Scanning Electron Microscope-Field Emission Gun (Microscópio Eletrônico de Varredura de Efeito de Campo) Surface Enhanced Raman Scattering (espalhamento Raman intensificado pela superfície) Scanning Impedance Microscopy (Microscopia de Varredura por Impedância) Sistemas Micro Eletro Mecânicos Sistema Nervoso Central Scanning Near-Field Optica lMicroscopy (Microscopia de Varredura de Campo Próximo) Solid Oxide Fuel Cell (célula de combustível de óxido sólido) Super paramagnetic iron oxides (óxidos de ferro superparamagnéticos) Scanning ProbeMicroscopy (Microscopia de Varredura por Sonda) Scanning Surface Potential Microscopy (Microscopia de Varredura por Potencial de Superfície) Scanning Spreading Resistance Microscopy Scanning Tunneling Microscopy (Microscopia de Varredura por Tunelamento) Stanford University Vesículas unilamelares (SUVs) Single-walled carbon nanotubes (nanotubos de carbono de parede simples) Single Wall nanotubes (Nanotubos de parede simples) Voltametria de Onda Quadrada Tight Binding (ligações fortes) Thompson-Cox-Hastings Trapped-Charge Limitedcurrent (limitação de corrente por portadores de cargas aprisionadas) Tetracyano quinodi methane Transmission Electron Microscope (Microscopia Eletrônica de Transmissão) Tetraetilortosilicato Tetrahidrofurano Tetrahidrofurano Cloretotetra kis hidroximetilfosfônico Dióxido de titânio 6,13-bis[triisopropylsilylethynyl] Thin-layer chromatography (cromatografia de camada delgada) Transfer Ratio (taxa de transferência)
XXXVIII
TT UF UFPE UFRGS UFSCar UNESP UNICAMP unid. UniProt UR UV-vis VC VMD WoS XPD XPS XRD Z. de B. ZFC-FC γ Fe2O3
TÉCNICAS DE NANOCARACTERIZAÇÃO
Tail-to-tail (regioregularidade cauda-cauda de semicondutor polimérico) Unidades formadoras de colônia Universidade Federal de Pernambuco Universidade Federal do Rio Grande do Sul Universidade Federal de São Carlos Universidade Estadual Paulista Universidade de Campinas Unidades Universal Protein Resource Umidade relativa Ultravioleta visível Voltametria Cíclica Visual Molecular Dynamics Web of Science (Site para pesquisas de artigos científicos) X-Ray Powder Diffraction (Difração de raios X de pó) X-ray photo electron spectroscopy (Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios X) X-Ray Diffraction (Difração de raios X) Zona de Brillouin Zero-field-cooled-field-cooled (Resfriamento sem campo aplicado - resfriamento com campo aplicado) Maguemita
