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  • IPEN-DOC 27171

    FONTES, E.H. ; NANDENHA, J. ; SOUZA, R.F.B. de ; ANTONIO, F.C.T.; HOMEM-DE-MELLO, P.; NETO, A.O. . Au core stabilizes CO adsorption onto Pd leading to CO2 production. Materials Today Advances, v. 6, p. 1-9, 2020. DOI: 10.1016/j.mtadv.2020.100070

    Abstract: Au core and Pd shell supported on carbon structure Au@Pd/C can cleave the CeC bond of ethanol molecules leading to the production of a relatively high amount of CO2 when compared with Pd/C electrocatalyst as the attenuated total reflectance - Fourier transform infrared (ATR-FTIR) experiment shows. Density functional theory (DFT) calculations showed that this could be explained by the oxidation of CO species adsorbed into Pd sites that has a modified electronic structure compared with Pd/C. In terms of DFT analysis, the highest thermodynamical stability of CO in Pd shell with Au core atoms, when compared with Pd/C is because of the increase of virtual orbital states near Fermi level that can be occupied by valence electrons of CO molecule. The d-band center shift is experimentally verified using the valence band X-ray photoelectron spectroscopy and theoretically predicted by the Generalized Koopmans’ Theorem. Besides that, Au@Pd/C electrocatalyst has a better electrochemical activity when compared with Pd/C.

    Palavras-Chave: ethanol; oxidation; calculation methods; density; nanoparticles; adsorption; carbon dioxide; density functional method

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  • IPEN-DOC 26620

    LEAL, GEORGIA B. ; SILVA, DANIELA C.L. da ; WATACABE, BEATRIZ N. ; CIOTTI, LIGIA ; ANTONIASSI, RODOLFO M. ; GIUDICI, REINALDO; LINARDI, MARCELO ; VAZ, JORGE M. ; SPINACE, ESTEVAM V. . Au/TiO2 catalysts prepared by borohydride reduction for preferential CO oxidation at near-ambient temperature. Catalysis for Sustainable Energy, v. 6, n. 1, p. 6-12, 2019. DOI: 10.1515/cse-2019-0002

    Abstract: Au nanoparticles were prepared in solution using HAuCl4.3H2O as Au precursor, sodium citrate as stabilizing agent and sodium borohydride as reducing agent. The influence of synthesis parameters such as BH4:Au and Citrate:Au ratios were studied. In a further step, the stabilized Au nanoparticles were supported on TiO2 with different Au loadings (wt%). The resulting Au/ TiO2 catalysts were characterized by Energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction and Transmission Electron Microscopy and tested for the preferential oxidation of carbon monoxide in hydrogen-rich stream. Au nanoparticles stabilized in solution were obtained with sizes in the range of 3-4 nm. After supported on TiO2, the Au nanoparticles size did not change and the Au/TiO2 catalysts exhibited excellent performance and stability in the temperature range of 20 - 50 °C.

    Palavras-Chave: gold; hydrogen; nanoparticles; carbon monoxide; titanium oxides; borohydrides; reduction; catalysts

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  • IPEN-DOC 27899

    ALENCAR, C.S.L. ; PAIVA, A.R.N. ; SILVA, L.G.A. ; SOMESSARI, E.S.R. ; VAZ, J.M. ; SPINACE, E.V. . AuCu/TiO2 catalysts prepared using electron beam irradiation for the preferential oxidation of carbon monoxide in hydrogen-rich mixtures. Brazilian Journal of Radiation Sciences, v. 9, n. 1A, p. 1-16, 2021. DOI: 10.15392/bjrs.v9i1A.1497

    Abstract: The major part of the world production of hydrogen (H2) is originated from a combination of methane steam reforming and water gas shift reaction resulting in an H2 rich mixture known as reformate gas, which contains about 1% vol (10,000 ppm) of carbon monoxide (CO). The preferential oxidation reaction of CO in H2 rich mixtures (CO PROX) has been considered a very promising process for H2 purification, reducing CO for values below 50 ppm allowing its use in PEMFC Fuel Cells. Au nanoparticles supported on TiO2 (Au/TiO2) catalysts have been shown good activity and selectivity for CO PROX reaction in the temperature range between 20 80 ºC; however, the catalytic activity strongly depends on the preparation method. Also, the addition of Cu to the Au/TiO2 catalyst could increase the activity and selectivity for CO PROX reaction. In this work, AuCu/TiO2 catalysts with composition 0.5%Au0.5%Cu/TiO2 were prepared in a single step using electron beam irradiation, where the Au3+ and Cu2+ ions were dissolved in water/2 propanol solution, the TiO2 support was dispersed and the obtained mixture was irradiated under stirring at room temperature using different dose rates (8 64 kGy s 1) and total doses (144 576 kGy). The catalysts were characterized by energy dispersive X ray analysis, X ray diffraction transmission electron microscopy, temperature programmed reduction and tested for CO PROX reaction. The best result was obtained with a catalyst prepared with a dose rate of 64 kGy s 1 and a total dose of 576 kGy showed a CO conversion of 45% and a CO2 selectivity of 30% at 150 ºC.

    Palavras-Chave: absorbed radiation doses; carbon monoxide; catalysts; copper; dose rates; electron beams; gold; hydrogen; irradiation; mixtures; nanoparticles; oxidation; titanium oxides

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  • IPEN-DOC 26284

    ALENCAR, CATARINE S.L. ; PAIVA, ANA R.N. ; SILVA, LEONARDO G. de A. e ; SOMESSARI, ELIZABETH S.R. ; VAZ, JORGE M. ; SPINACE, ESTEVAM V. . AuCu/TiO2 catalysts prepared using electron beam irradiation for the preferential oxidation of carbono monoxide in hydrogen-rich mixtures. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE, October 21-25, 2019, Santos, SP. Proceedings... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Energia Nuclear, 2019. p. 2481-2491.

    Abstract: The major part of the world production of hydrogen is originated from a combination of methane steam reforming and water gas shift reaction resulting in a n H 2 rich mixture known as reformate gas, which contains about 1% vol (10, 000 p pm) of carbon monoxide (CO). The preferential oxidation reaction of CO in H 2 rich mixtures (CO PROX) has been considered a very promising process for H 2 purification, reducing CO for values below 50 ppm allowing its use in Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC). Au nanopart icles supported on TiO 2 (Au/TiO 2 ) catalysts have been shown good activity and selectivity for CO PROX reaction in the temperature range between 20 ºC and 80 ºC; however, the catalytic activity strongly depend s on the preparation method. Also, the addition of Cu to the Au/TiO 2 catalyst could increase the activity and selectivity for CO PROX reaction. In this work, AuCu/TiO 2 catalysts with composition 0.5%Au0. 5%Cu/TiO 2 were prepared in a single step using electron beam irradiation, where the Au 3+ and Cu 2+ ion s were dissolved in water/2 propanol solution , the TiO 2 support was dispersed and the obtained mixture was irradiated under stirring at room temperature using different dose rates ( 8 64 kGy s 1 ) and doses 144 576 kGy The catalysts were characterized by energy dispersive X ray analysis (EDX), X ray diffraction (XRD), transmissi on electron microscopy (TEM), temperature programmed reduction (TPR) and tested for CO PROX reaction In the studied conditions, it was observed that the increase of t he dose rate and the total dose contributed to a decrease in the mean nanoparticle sizes. The best result was obtained with a catalyst prepared with a dose rate of 64 kGy s 1 and a dose of 576 kGy showed a CO conversion of 45% and a CO 2 selectivity of 30% at 150 o C.

    Palavras-Chave: absorbed radiation doses; carbon monoxide; catalysts; copper; dose rates; electron beams; gold; hydrogen; irradiation; mixtures; nanoparticles; oxidation; titanium oxides; transmission electron microscopy; x-ray diffraction; x-ray spectroscopy

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  • IPEN-DOC 26102

    MAZIERO, JOANA da S. . Avaliação da toxicidade de nanopartículas de prata em microcrustáceos aquáticos e em embriões de Danio rerio / Evaluation of the toxicity of silver nanoparticles in aquatic microcrustaceans and Danio rerio embryos . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: José Roberto Rogero. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-30092019-152923

    Abstract: Devido aos seus diversos atributos como tamanho, elevada área superficial, formato variado e alto poder bactericida, as nanopartículas de prata (NPAg) vem sendo amplamente utilizadas em diversos setores da indústria: curativos, devido a sua capacidade bactericida; no interior de refrigeradores de alimentos, para retardar a deterioração; em palmilhas antimicrobianas, para evitar odores; em purificadores de ar; em instrumentos cirúrgicos e etc. A utilização abrangente das NPAg tem provocado grande preocupação na área acadêmica, principalmente ecotoxicológica, quanto aos impactos e riscos potenciais que estas podem causar ao meio ambiente e à saúde humana. Baseado nessas considerações, este trabalho teve como objetivo verificar e comparar o nível de toxicidade de duas amostras de NPAg, estabilizadas com goma arábica (GA) e reduzidas com Tri-Alanina (Amostra 1: NPAg com tamanho aproximado de 25 nm e Amostra 2: NPAg com tamanho aproximado de 75 nm), utilizando ensaios in vitro e in vivo. O teste in vitro de citotoxicidade, foi realizado seguindo a norma ISO 10993 - 5 pelo método de incorporação do corante vermelho neutro, em células da linhagem NCTC-L929, para obtenção do IC50 (índice de citotoxicidade, concentração da amostra que induz 50% de lise ou morte celular); os ensaios in vivo de ecotoxicidade aguda, de acordo com a norma brasileira ABNT NBR 12713, utilizando como organismo teste a Daphnia similis, para obtenção da CE50 (concentração efetiva da amostra que causa imobilidade em 50% dos organismos expostos); e embriotoxicidade aguda de acordo com o protocolo da OECD 236, utilizando como organismo teste o Danio rerio, para obtenção da CL50 (concentração letal da amostra que causa mortalidade em 50% dos organismos expostos). Os resultados obtidos para a Amostra 1: foram IC50 de 2,57 mg L-1, CE50 de 4,40 μg L-1, e CL50 de 177 μg L-1; Amostra 2: IC50 de 2,61 mg L-1, CE50 de 6,55 μg L-1 e CL50 de 673 μg L-1. Estes resultados mostram que os organismos aquáticos são mais sensíveis às NPAg do que as células em cultura, elevando a importância de se realizar mais estudos relacionados às adversidades que essas nanopartículas podem causar. Além disso, mostra-se necessário verificar o descarte das mesmas no meio ambiente, visto que no Brasil ainda não há legislações que quantifiquem os limites permissíveis para esse descarte.

    Palavras-Chave: aquatic organisms; microorganisms; embryos; fishes; cytological technique; toxicity; bioremediation; nanoparticles; silver; industrial wastes; environmental impacts; liquid wastes; water pollution monitors; waste processing

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  • IPEN-DOC 27321

    MAZIERO, J.S. ; ROGERO, S.O. ; DAMASCENO, K.C. ; ORMENIO, M.B. ; CAVALCANTE, A.K. ; MARTINI, G.A. ; BATISTA, J.G.S. ; KATTI, K.V.; LUGAO, A.B. ; ROGERO, J.R. . Avaliação da toxicidade de nanopartículas de prata estabilizadas com goma arábica. In: WORKSHOP DE BIOMATERIAIS, ENGENHARIA DE TECIDOS E ORGÃOS ARTIFICIAIS, 6th, October 29-31, 2019, São Paulo, SP. Proceedings... 2019. p. 403-413.

    Abstract: As nanopartículas de prata (NPAg), devido a seus diversos atributos (formato variado, elevada área superficial e alto poder bactericida), vem sendo amplamente utilizadas em diversos setores da indústria. Esta utilização abrangente, tem provocado grande preocupação, quanto aos impactos e riscos potenciais que as NPAg podem causar ao meio ambiente e à saúde humana. Este trabalho teve como objetivo verificar a toxicidade de uma amostra de NPAg estabilizada com Goma Arábica e reduzida com Tri-Alanina, utilizando ensaios in vitro e in vivo. O teste in vitro de citotoxicidade, foi realizado seguindo a norma ISO 10993 - 5, em células da linhagem NCTC-L929; os ensaios in vivo de ecotoxicidade aguda, de acordo com a norma brasileira ABNT NBR 12713, utilizando como organismo teste a Daphnia similis; e embriotoxicidade aguda de acordo com o protocolo da OECD 236, utilizando como organismo teste o Danio rerio. Os resultados obtidos foram: IC50 de 2,61 mg L-1, CE50 de 6,55 μg L-1 e CL50 de 673 μg L-1. Os organismos aquáticos apresentaram maior sensibilidade às NPAg do que as células em cultura, elevando a importância de se realizar mais estudos em várias espécies de interesse biológico. Além disso, mostra-se necessário verificar o descarte apropriado dessas nanopartículas, visto que no Brasil ainda não há legislações que quantifiquem os limites permissíveis para esse descarte.

    Palavras-Chave: fishes; seafood; gum acacia; daphnia; silver; nanoparticles; toxicity

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  • IPEN-DOC 25278

    MAZIERO, J.S. ; ROGERO, S.O. ; DAMASCENO, K.C. ; ORMENIO, M.B. ; CAVALCANTE, A.K. ; LUGAO, A.B. ; ROGERO, J.R. . Avaliação da toxicidade in vitro e in vivo das Nanopartículas de Prata. In: BURITI, JOSUE da S. (Ed.); CRUZ, RITA de C.A.L. (Ed.); FOOK, MARCUS V.L. (Ed.) CONGRESSO DA SOCIEDADE LATINO AMERICANA DE BIOMATERIAIS, ORGÃOS ARTIFICIAIS E ENGENHARIA DE TECIDOS, 15.; CONGRESSO LATINO AMERICANO DE ÓRGÃOS ARTIFICIAIS E BIOMATERIAIS, 10., 22 a 25 de agosto, 2018, João Pessoa, PB. Resumo... Belo Horizonte, MG: Sociedade Latino Americana de Biomateriais, Engenharia de Tecidos e Órgãos Artificiais, 2018. p. 204-204.

    Abstract: Devido às suas propriedades como tamanho, formato variado, elevada área superficial e alto poder bactericida, as nanopartículas de prata (NPAg) vem sendo amplamente utilizadas em diversos setores da indústria: curativos, devido a sua capacidade bactericida; no interior de refrigeradores de alimentos, para retardar a deterioração; em palmilhas antimicrobianas, para evitar odores; em purificadores de ar; em instrumentos cirúrgicos e etc. A sua ampla utilização tem provocado grande preocupação na área acadêmica, principalmente ecotoxicológica, quanto aos impactos e riscos potenciais que estas podem causar ao meio ambiente e à saúde humana. Baseado nessas considerações, este trabalho teve como objetivo verificar o nível de toxicidade destas NPAg utilizando ensaios in vitro e in vivo. O teste in vitro de citotoxicidade, foi realizado seguindo a norma ISO 10993 - 5 pelo método de incorporação do corante vermelho neutro, em células da linhagem NCTC-L929 e os ensaios in vivo de ecotoxicidade aguda, de acordo com a norma brasileira ABNT NBR 12713, utilizando como organismo teste a Daphnia similis. Os resultados obtidos foram o IC50 (índice de citotoxicidade, que é a concentração das NPAg que causa mortalidade a 50% das células expostas), de 2,57 mg. L-1, e a CE50 (concentração efetiva das NPAg que causa imobilidade em 50% dos organismos expostos) de 4,40 μg. L-1. Estes resultados mostram que os organismos aquáticos são muito mais sensíveis às NPAg do que as células em cultura, elevando a importância de se realizar mais estudos relacionados às adversidades que essas nanopartículas podem causar. Além disso, mostra-se necessário verificar o descarte das mesmas no meio ambiente, visto que no Brasil ainda não há legislações que quantifiquem os limites permissíveis para esse descarte.

    Palavras-Chave: toxicity; evaluation; in vitro; in vivo; nanoparticles; silver; plankton; daphnia

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  • IPEN-DOC 25285

    CAVALCANTE, A.K. ; BATISTA, J.G.S. ; BARROS, J.A.G. ; ORMENIO, M.B. ; DAMASCENO, K.C. ; ROGERO, S.O. ; ROGERO, J.R. ; LUGAO, A.B. . Avaliação da toxicidade in vivo das Nanopartículas de Ouro reduzidas e estabilizadas com o fitoquímico Resveratrol. In: BURITI, JOSUE da S. (Ed.); CRUZ, RITA de C.A.L. (Ed.); FOOK, MARCUS V.L. (Ed.) CONGRESSO DA SOCIEDADE LATINO AMERICANA DE BIOMATERIAIS, ORGÃOS ARTIFICIAIS E ENGENHARIA DE TECIDOS, 15.; CONGRESSO LATINO AMERICANO DE ÓRGÃOS ARTIFICIAIS E BIOMATERIAIS, 10., 22 a 25 de agosto, 2018, João Pessoa, PB. Resumo... Belo Horizonte, MG: Sociedade Latino Americana de Biomateriais, Engenharia de Tecidos e Órgãos Artificiais, 2018. p. 348-348.

    Abstract: As nanopartículas de ouro (AuNPs) com diferentes tamanhos e formas têm sido amplamente estudadas e utilizadas em diversas áreas, como por exemplo, em aplicações biomédicas. Dentre tais aplicações, encontramos a liberação de agentes antitumorais. A síntese de AuNPs geralmente envolve agentes de redução que apresentam problemas relacionados à toxicidade. A fim de resolver esta questão, metabólitos presentes em diversos extratos de plantas tem sido explorados para a preparação de diferentes nanopartículas. Os métodos que utilizam os fitoquímicos para redução de íons metálicos fornecem uma abordagem verde a nanotecnologia, conhecida como “green nanotechnology”. O fitoquímico resveratrol, um composto fenólico com potencial redutor, encontrado em 72 espécies de plantas, como uva, amora e amendoim, foi usado neste trabalho como agente redutor na preparação de AuNPs. O resveratrol além de ser um antioxidante, também é conhecido como fármaco antitumoral/anticâncer. Foi descrito na literatura, que a conjugação de Reveratrol com AuNPs aumenta em 65% a efetividade em testes realizados in vitro, utilizando células de câncer de pulmão humano, quando comparado ao resveratrol administrado isoladamente. Este trabalho teve como objetivo verificar o nível de toxicidade das nanopartículas de ouro, reduzidas e estabilizadas com resveratrol (RESV-AuNPs) em embriões de Zebrafish (Danio rerio), de acordo com o protocolo da OECD nº 236 (Fish Embryo Acute Toxicity Test- FET). Os embriões foram expostos as RESV-AuNPs por um período de 96 e 168 horas. O Zebrafish apresenta-se como um modelo in vivo alternativo, rápido, de alto rendimento, facilmente acessível e que possui uma boa correlação com modelos in vitro. As RESV-AuNPs demonstraram toxicidade nos dois períodos de exposição, sendo a letalidade dos organismos inferior a 10% em todas as concentrações utilizadas. O trabalho forneceu uma contribuição sobre a toxicidade de AuNPs sintetizadas e estabilizadas com o agente redutor resveratrol, utilizando como modelo animal embriões de Zebrafish.

    Palavras-Chave: nanoparticles; gold; toxicity; polyphenols; fishes; nanotechnology

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  • IPEN-DOC 28435

    JUNIOR, ALEXANDRE F.; RIBEIRO, CHARLENE A.; LEYVA, MARIA E.; MARQUES, PAULO S.; SOARES, CARLOS R.J. ; QUEIROZ, ALVARO A.A. de . Biophysical properties of electrospun chitosan-grafted poly(lactic acid) nanofibrous scaffolds loaded with chondroitin sulfate and silver nanoparticles. Journal of Biomaterials Applications, v. 36, n. 6, p. 1098-1110, 2022. DOI: 10.1177/08853282211046418

    Abstract: The aim of this work was to study the biophysical properties of the chitosan-grafted poly(lactic acid) (CH-g-PLA) nanofibers loaded with silver nanoparticles (AgNPs) and chondroitin-4-sulfate (C4S). The electrospun CH-g-PLA:AgNP:C4S nanofibers were manufactured using the electrospinning technique. The microstructure of the CH-g-PLA:AgNP:C4S nanofibers was investigated by proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR), scanning electron microscopy (SEM), UV-Visible spectroscopy (UV-Vis), X-ray diffraction (XRD), and Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy. ATR-FTIR and 1H-NMR confirm the CH grafting successfully by PLA with a substitution degree of 33.4%. The SEM measurement results indicated apparently smooth nanofibers having a diameter range of 340 ± 18 nm with porosity of 89 ± 3.08% and an average pore area of 0.27 μm2. UV-Vis and XRD suggest that silver nanoparticles with the size distribution of 30 nm were successfully incorporated into the electrospun nanofibers. The water contact angle of 12.8 ± 2.7° reveals the hydrophilic nature of the CH-g-PLA:AgNP:C4S nanofibers has been improved by C4S. The electrospun CH-g-PLA:AgNP:C4S nanofibers are found to release ions Ag+ at a concentration level capable of rendering an antimicrobial efficacy. Gram-positive bacteria (S.aureus) were more sensitive to CH-g-PLA:AgNP:C4S than Gram-negative bacteria (E. coli). The electrospun CH-g-PLA:AgNP:C4S nanofibers exhibited no cytotoxicity to the L-929 fibroblast cells, suggesting cytocompatibility. Fluorescence microscopy demonstrated that C4S promotes the adhesion and proliferation of fibroblast cells onto electrospun CH-g-PLA:AgNP:C4S nanofibers.

    Palavras-Chave: silver; nanoparticles; nanofibers; lactic acid

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  • IPEN-DOC 25484

    MORAES, L.P.R. ; MARANI, D.; MACHADO, M.F.S. ; RODRIGUES, L.N. ; FONSECA, F.C. ; ESPOSITO, V.; SUN, Z.. Bottom-up and top-down approaches to the synthesis of 2D gadolinium-doped cerium oxide (CGO) at low temperature. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 543-544.

    Abstract: In the last decades, 2D nanosheets have been studied for their physicochemical properties, which are different from the bulk of the original material or any other nanostructure, therefore a challenging and exciting area of nanomaterial synthesis. Nanosheets can be used in the production of low cost electro-optics, stable highperformance batteries, high performance catalysts, etc. In general, there are two main approaches in the synthesis of nanomaterials: top-down and bottom-up. A top-down approach starts from a macroscopic material, which undergoes exfoliation or grinding to reduce its size to a nanometric scale. However, this type of process induces defects, compromising its properties. In the bottom-up method the nanostructures are built molecule by molecule, resulting in a more homogenous and controlled material. In this work, 2D nanostructures of gadolinium-doped cerium oxide (CGO) were synthesized by two simple and reproducible routes; both by aqueous precipitation induced by the hydrolysis of hexamethylenetetramine. The CGO materials synthesized were characterized by their composition, morphology and crystallographic characteristics. The combined experimental results indicated that different morphologies of 2D CGO can be obtained by controlling the synthesis parameters. The temperature of the reaction medium was decisive in the formation of a more homogeneous structure, establishing the optimum temperature to 10 ºC for the synthesis of nanosheets. The method of liquid exfoliation, with a solution of ethanol:water in an ultrasonic bath, was also established to obtain a suspension of nanosheets. Comparing the microscopic images of the materials synthesized by the top-down and bottom-up methods, it can be observed that the latter favours the formation of a more homogeneous nanostructure, leading to the obtention of exfoliated nanosheets with a shorter reaction and ultrasonic exfoliation time. Lead-based ceramics are widely used piezoelectric materials due to their excellent piezoelectric properties, but they are not environmentally friendly due to lead oxide toxicity. [1] Therefore, a number of studies have been carried out to improve electrical properties of different kind of ABO3 perovskites. [2] In the (1-x)K0.5Na0.5NbO3- xBaTiO3 system the effect of (K,Na) substitution by Ba decreases the temperature of the maximum dielectric permittivity and improves the dielectric properties. Consequently, this kind of materials can be used as an alternative candidate to replace conventional piezoelectric materials [3]. In this work, we present the synthesis and characterization of (1-x)K0.5Na0.5NbO3–xBaTiO3, (x= 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07) based lead-free piezoelectric ceramics through the solid-state reaction route. Powders were mixed in different compositions with the final propose of obtaining extensive applications. It was observed that Ba2+ ions occupy the A sites of the perovskite structure, while Ti4+ ions replace Nb5+ ions at the B sites, resulting in the distortion of the perovskite structure. Additionally, for the highest BaTiO3 concentration a practically constant dielectric constant curve was registered from 20 to 500°C, whereas the loss tangent values ??were low. Lead-based perovskites are widely used for actuators, sensors and transducers due to their excellent piezoelectric properties. However, the toxicity of lead for the environment and human health led to focus research efforts on finding substitutes for these materials. One candidate is the Bi0.5Na0.5TiO3-Bi0.5K0.5TiO3 solid solution, due to its interesting properties attributed to the presence of a morphotropic phase boundary in the composition Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3. It is known, that the synthesis methods of nanopowders, such as the sol-gel process, allow the control of grain size better that other methods. Consequently, this work focuses on the study of processing conditions and final properties of Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-based ceramics obtained by the sol-gel method. To obtain the desired phase, the reagents used were sodium acetate (CH3COONa), potassium acetate (CH3COOK), bismuth nitrate (Bi(NO3)3·5H2O) and titanium isopropoxide (Ti(OiPr)4). The acetates and nitrate were dissolved, separately, in glacial acetic acid. Titanium isopropoxide was dissolved in a solution of isopropanol and acetic acid. Acetates and nitrates were added dropwise. The mixture was stirred for one hour. Then, it was dried at 150 °C for 2 hours, and heat-treated at different temperatures (550 to 750 °C). The obtained powders were pressed uniaxially and sintered in the temperature range of 1000

    Palavras-Chave: nanoparticles; cerium oxides; perovskite; ceramics; doped materials; temperature range 0065-0273 k; synthesis; gadolinium additions; lead oxides; toxicity

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  • IPEN-DOC 24857

    SANTOS, JONNATAN J. ; LEAL, JESSICA ; DIAS, LUIS A.P. ; TOMA, SERGIO H.; CORIO, PAOLA; GENEZINI, FREDERICO A. ; KATTI, KATTESH V.; ARAKI, KOITI; LUGAO, ADEMAR B. . Bovine serum albumin conjugated gold-198 nanoparticles as model to evaluate the damage caused by ionizing radiation to biomolecules. ACS Applied Nano Materials, 2018. DOI: 10.1021/acsanm.8b01174

    Abstract: Gold nanoparticles (AuNPs) have several applications including in medicine. Considering cancer as one of the most common diseases for men and women, new treatments and more specific and effective drugs, which cause less side effects, have been actively pursued. Among them, gold-198 can be engineered as theranostic agents, working as contrast (exploiting gamma emission) and treatment agents (beta emission). Accordingly, a new procedure for the production of 14 nm diameter radioactive citrate protected gold-198 nanoparticles, that were then conjugated with bovine serum albumin utilizing 3-mercaptopropionic acid directly bound to AuNPs surface as anchoring groups, generating fully dispersible nanoparticles in aqueous media, are described. The effect of gamma and beta radiation on grafted BSA was evaluated by direct irradiation of the corresponding cold material and comparing with the damage caused on BSA grafted gold-198 nanoparticles prepared from a neutron activated gold foil. The investigation by fluorescence and Raman spectroscopy indicated that the damage to BSA chromophore groups is proportional to the dose (from 0.1 to 1 kGy) and that chromophores groups close to the particle surface are more prone to damage. Gold-198 nanoparticles conjugated with bovine serum albumin showed that process is much more localized next to nanoparticles surface since each gold core acts as a punctual radiation source. In short, AuNPs can enhance the damage caused by irradiation of cold nanoparticles and AuNPs@MPA-BSA is a suitable model to probe the effect of gamma and beta emitter on biomolecules. Furthermore, the strategy of diluting the gold-198 with cold gold atoms was shown to be suitable to control the activity of 198AuNPs aiming medical applications, since the damage to BSA was found to be proportional to the relative concentration of gold-198.

    Palavras-Chave: gold 198; cattle; blood serum; albumins; nanoparticles; ionizing radiations; therapy; gamma spectroscopy; neoplasms

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  • IPEN-DOC 23203

    SHRIVASTAVA, NAVADEEP; KHAN, L.U.; KHAN, Z.U.; VARGAS, J.M.; MOSCOSO-LONDONO, O.; OSPINA, CARLOS; BRITO, H.F.; JAVED, YASIR; FELINTO, M.C.F.C. ; MENEZES, A.S.; KNOBEL, MARCELO; SHARMA, S.K.. Building block magneto-luminescent nanomaterials of iron-oxide/ZnS@LaF3:Ce3+,Gd3+,Tb3+ with green emission. Journal of Materials Chemistry C, v. 5, n. 9, p. 2282-2290, 2017. DOI: 10.1039/c6tc05053k

    Abstract: The preparation of novel triply-doped bifunctional Fe3O4/ZnS@LaF3:xCe3+,xGd3+,yTb3+ (x = 5; y = 5, 10 and 15 mol%) nanocomposites with efficient optical and magnetic features has been reported. The ZnS semiconductor functionalized Fe3O4 particles were coated with LaF3:RE3+ materials via a chitosanassisted co-precipitation method. The size of iron oxide B7.2 nm and trigonal structures of bifunctional nanostructures were confirmed through X-ray diffraction and high-resolution transmission electron microscopy. The static magnetic measurements supported and manifested the superparamagnetic behavior of the materials at 300 K. A broad emission band was observed in the blue region (400–550 nm) due to the sulphur vacancy on the surface of the Fe3O4/ZnS nanocomposite. For a triply doped bifunctional nanostructure, the excitation spectra revealed broad absorption bands centered at around 270 nm, which were attributed to the 4f(7F7/2) - 5d interconfigurational transition of the Ce3+ ion accompanied by narrow absorption lines arising from the 4f–4f intraconfigurational transitions of the Tb3+ ion. The emission spectra of the nanocomposites showed characteristic narrow emission lines assigned to the 5D4 - 7FJ transitions (J = 6–0) of the Tb3+ ion. The energy transfer process from the Ce3+ - Gd3+ - Tb3+ ions has also been presented and discussed. Furthermore, the structural, photoluminescence and magnetic properties of Fe3O4/ZnS@LaF3:RE3+ suggested that it may be an efficient candidate for magnetic light-converting molecular devices (MLMCDs) and high energy radiation detection.

    Palavras-Chave: fluorescence; nmr imaging; iron oxides; buildings; building materials; nanoparticles; zinc sulfides; lanthanum fluorides; cerium ions; gadolinium ions; terbium ions; nanocomposites

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  • IPEN-DOC 09799

    SOUSA, EDUARDO C. ; WETTER, NIKLAUS U. . Caracterização de filmes finos anti-refletores. In: PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 10.; PROGRAMA DE BOLSAS E INICIAÇÃO CIENTÍFICA CNEN, 1., 17-18 de novembro, 2004, São Paulo, SP. Resumo expandido... 2004. p. 31-32.

    Palavras-Chave: thin films; reflection; crystals; substrates; rare earths; nanoparticles; doped materials

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  • IPEN-DOC 25435

    MATOS, IZABELA T. de . Caracterização em escala atômica de nanopartículas magnéticas de magnetita e ferrita do tipo TMFe2O4 (TM = Co, Ni) para uso em biomedicina pela espectroscopia de correlação angular gama-gama perturbada / Characterization in atomic scale of magnetic nanoparticles of magnetite and ferrite of the type TMFe2O4 (TM = Co, Ni) for use in biomedicals by perturbed gama-gama angular correlation spectroscopy . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 99 p. Orientador: Artur Wilson Carbonari. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-30012019-144245

    Abstract: Este trabalho descreve, sob um ponto de vista atômico, a investigação das nanopartículas magnéticas (NPMs) de magnetita (Fe3O4) e ferritas do tipo TMFe2O4 (TM = Co, Ni), que são uma classe de materiais estruturados que atualmente tem um grande interesse devido à grande variedade de suas possíveis aplicações tecnológicas e biomédicas, pela Espectroscopia de Correlação Angular γ-γ Perturbada (CAP). Para a produção das NPMs foram utilizadas duas rotas químicas: o método de co-precipitação e o método de decomposição térmica. A co-precipitação apresenta as vantagens de ter temperaturas moderadas e custos relativamente baixos, porém não se consegue ter um controle da distribuição de tamanho das partículas. Por outro lado, a decomposição térmica possibilita uma amostra monodispersa com controle de tamanho e forma, mas este método necessita de reagentes tóxicos, caros e alta temperatura de reação. Para caracterização das amostras foi usada a técnica de Difração de Raio X (DRX) e a morfologia das NPs foi estudada por meio da Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). A partir desta técnica foi possível avaliar a distribuição do tamanho dos grãos, pois algumas características como, elevado valor de magnetização, alta anisotropia e um alto valor de coercividade são propriedades que dependem das nanoestruturas. As propriedades magnéticas foram estudadas localmente a partir da Correlação Angular Perturbada (CAP) que utiliza como sondas núcleos atômicos das medidas, como os núcleos de prova 111In (111Cd), 140La (140Ce) e 181Hf(181Ta). Estas propriedades foram complementadas por medidas de Magnetização.

    Palavras-Chave: nanoparticles; magnetic materials; biomedical radiography; gamma spectroscopy; perturbed angular correlation; atomic physics; iron oxides; ferrites; decomposition; thermodynamic properties; x-ray diffraction; transmission electron microscopy; scale dimension

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  • IPEN-DOC 21885

    PEROSSI, GABRIELA G. ; LUGAO, ADEMAR B. . Caracterização físico-química de nanopartículas de proteina. In: PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 19.; PROGRAMA DE BOLSAS E INICIAÇÃO CIENTÍFICA CNEN, 10.; PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO E INOVAÇÃO, 3., 23-24 de outubro, 2013, São Paulo, SP. Resumo expandido... 2013.

    Palavras-Chave: physical properties; chemical properties; nanoparticles; proteins; papain; albumins; fluorescence; molecular structure

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  • IPEN-DOC 21842

    IWASAKI, MARIANA T. ; SAMAD, RICARDO E. ; COURROL, LILIA C. . Caracterização óptica não linear de nanoparticulas de ouro. In: PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 18.; PROGRAMA DE BOLSAS E INICIAÇÃO CIENTÍFICA CNEN, 9.; PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO E INOVAÇÃO, 2., 24-25 de outubro, 2012, São Paulo, SP. Resumo expandido... 2012.

    Palavras-Chave: nanoparticles; gold; synthesis; refractive index; optical properties; spectrophotometry

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  • IPEN-DOC 21917

    IWASAKI, MARIANA T. ; SAMAD, RICARDO E. ; COURROL, LILIA C. . Caracterização óptica não linear de nanopartículas de prata. In: PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 19.; PROGRAMA DE BOLSAS E INICIAÇÃO CIENTÍFICA CNEN, 10.; PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO E INOVAÇÃO, 3., 23-24 de outubro, 2013, São Paulo, SP. Resumo expandido... 2013.

    Palavras-Chave: silver; nanoparticles; synthesis; agar; refractive index; spectrophotometers

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  • IPEN-DOC 24305

    ANTONIASSI, R.M. ; SILVA, J.C.M. ; LOPES, T. ; OLIVEIRA NETO, A. ; SPINACE, E.V. . Carbon-supported Pt nanoparticles with (100) preferential orientation with enhanced electrocatalytic properties for carbon monoxide, methanol and ethanol oxidation in acidic medium. International Journal of Hydrogen Energy, v. 42, n. 8, p. 28786-28796, 2017. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2017.10.036

    Abstract: The relationship between atomic arrangement (morphology) and catalytic activity/selectivity in heterogeneous catalysis is an actual hot research topic concerning a range of reactions. This article evaluates one-pot synthesized carbon-supported Pt nanoparticles with preferential Pt(100) orientation prepared with an environmentally friendly shape-directing agent and compares this with Pt/C polycrystalline towards CO, methanol and ethanol electrooxidation reactions. The preferentially cubic nanomaterial (Pt-(100)) interacts differently with CO molecule and presents distinct hydrogen adsorption/desorption characteristics. Pt/C polycrystalline exhibits a CO-stripping profile with one peak at 0.86 V in contrast to three peaks between 0.75 and 0.86 V and a pre-peak at about 0.40.6 V for the Pt/C-(100), which may be associated to the unique surface characteristics of the cubic material. The onset potentials towards carbon monoxide, methanol and ethanol electro-oxidation reactions on Pt/C-(100) are 22%, 21% and 54% lower than on Pt/C polycrystalline. The ratio between the forward per backward peak current densities for the electrooxidation of ethanol and methanol are higher on Pt/C-(100), which suggests that Pt(100) domains are more tolerant to undergo poisoning by the intermediates/by-products formed in these reactions. Proton exchange membrane fuel cells fed with pure hydrogen and with a H-2/CO mixture show superior performance using Pt/C-(100) as anode in comparison to Pt/C polycrystalline catalyst. These results evidence that controlling the morphology of Pt nanoparticles is a key factor to improve the catalytic activity of the polymer electrolyte fuel cell fueled with fuels that involve the electro-oxidation of CO.

    Palavras-Chave: nanoparticles; ethanol; methanol; carbon; proton exchange membrane fuel cells; platinum; oxidation; stripping

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  • IPEN-DOC 25713

    ICHIKAWA, RODRIGO U. ; PARRA, JOAO P.R.L.L.; VALLCORBA, ORIOL; PERAL, INMA; YOSHITO, WALTER K. ; SAEKI, MARGARIDA J.; TURRILLAS, XAVIER; MARTINEZ, LUIS G.. Cation distribution of Mn-Zn ferrite nanoparticles using pair distribution function analysis and resonant X-ray scattering. EPL, v. 124, n. 5, p. 56001-p1 - 56001-p5, 2018. DOI: 10.1209/0295-5075/124/56001

    Abstract: Mn-Zn ferrite nanoparticles were synthesized by chemical co-precipitation method and analysed using X-ray synchrotron diffraction data. Pair distribution function (PDF) analysis was used to probe the local structure and revealed that the first-neighbour distances of Fe-Fe and Mn-Zn in the 3.0 up to 3.5˚A range are different from the ones usually reported in the literature. For the sample with the best magnetic behaviour, resonant X-ray scattering (RXS) using three energies close to the absorption edges of Mn, Zn and Fe was applied to determine the cation distribution which explained the previous result from PDF analysis.

    Palavras-Chave: nanoparticles; distribution functions; scattering; x-ray diffraction; ferrite; zinc compounds; manganese compounds; magnetic resonance; nmr imaging; images

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  • IPEN-DOC 27228

    BRANT, ANTONIO J.C. ; NAIME, NATALIA ; LUGAO, ADEMAR B. ; PONCE, PATRICIA . Cellulose nanoparticles extracted from sugarcane bagasse and their use in biodegradable recipients for improving physical properties and water barrier of the latter. Materials Sciences and Applications, v. 11, n. 1, p. 81-133, 2020. DOI: 10.4236/msa.2020.111007

    Abstract: The present work firstly aimed to obtain cellulose from sugarcane bagasse by using alkaline methods in pulping/delignifying and, at bleaching stages, using sodium chlorite, glacial acetic acid, and hydrogen peroxide, associated to NaOH/KOH. The process was carried out at temperatures varying from 55˚C to 110˚C, under magnetic stirring in various steps lasting from 2 h to 12 h. The yields of the two cellulose extracted, SCB24-Na-I and SCB24-Na-II, were 37% and 41%, respectively, from samples of ca. 15 g of the bagasse. Secondly, it is to extract nanoparticles from the obtained celluloses via acid hydrolysis (with 77% H2SO4) to lately be tested as reinforcement in biodegradable packagings. Both celluloses and their respective nanoparticles were characterized by several techniques, among them ATR-FTIR, DSC-TGA, XRD, SEM, and TEM. Despite that the yields of cellulose nanoparticles have been low, the preliminary studies of their use in biodegradable films coated on biodegradable pots were promising.

    Palavras-Chave: sugar cane; bagasse; cellulose; biomass; acid hydrolysis; nanoparticles; delignification; biodegradation; packaging; suspensions; films

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Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

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