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  • IPEN-DOC 26718

    JACOVONE, RAYNARA M.S. ; SOARES, JAQUELINE J.S. ; SOUSA, THAINA S. ; SILVA, FLAVIA R.O. ; GARCIA, RAFAEL H.L. ; NGUYEN, HANG N.; RODRIGUES, DEBORA F.; SAKATA, SOLANGE K. . Antibacterial activity of silver/reduced graphene oxide nanocomposite synthesized by sustainable process. Energy, Ecology and Environment, v. 4, n. 6, p. 318-324, 2019. DOI: 10.1007/s40974-019-00136-3

    Abstract: Traditional methods to incorporate metals into graphene oxide (GO) usually require toxic reagents or high temperatures. This study proposes an innovative and sustainable method to incorporate silver (Ag) into graphene oxide using electron beam and evaluate its antibacterial activities. The method is based on green synthesis, without toxic reagents or hazardous wastes, and can be carried out at room temperature, in short reaction times. To synthesize the Ag/rGO nanocomposite, a water/isopropanol solution with dispersed graphene oxide and silver nitrate was submitted to a dose range from 150 to 400 kGy. The product was characterized by thermogravimetry analysis, X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The antibacterial activity of Ag/rGO was observed against Gram-negative Escherichia coli by plate count method and atomic force microscopy. The results showed that concentrations as low as 100 lg/mL of produced Ag/rGO were enough to inactivate the cells.

    Palavras-Chave: graphene; nanocomposites; antimicrobial agents; atomic force microscopy; silver; nanoparticles; electron beams; oxides; sustainability; thermal gravimetric analysis; bacteria; antibiotics; escherichia coli

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  • IPEN-DOC 24852

    SOUSA, THAINA S. ; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; SOARES, JAQUELINE J.S. ; RODRIGUES, DEBORA F.; SILVA, FLAVIA R. de O. ; GARCIA, RAFAEL H.L. ; ZAIM, MARCIO H.; SAKATA, SOLANGE K. . Antimicrobial activity of Graphene Oxide/Silver nanocomposite obtained by Electron Beam. In: PAN AMERICAN CONGRESS OF NANOTECHNOLOGY, 1st, 27-30 de novembro, 2017, Guarujá, SP. Abstract... 2017.

    Abstract: Graphene oxide is a carbon-based nano material that has a high specific surface area, high chemical stability, excellent electrical and thermal conductivities, high mechanical resistance, the oxygen groups facilitate dispersion in polar solvents and its functionalization. In the literature, is described several methods of metal incorporation on graphene oxide surface using toxic reagents or with long periods of reaction. The objective of this work is to develop an innovative and sustainable method of incorporating silver into graphene oxide that does not involve toxic reagents or generated residues. in a short reaction time at room temperature beyond the use of the as an alternative process to the chemical processes traditional.A silver solution in the complex form was added to a dispersed graphene oxide in water/isopropanol solution. The mixture wassubmitted to a dose of radiation ranged from 150 to 400 KGy using a electron beam acelerator. The nanocomposite GO/Ag characterization was performed by thermogravimetry analysis (TGA), X-ray diffraction (XDR), scanning transmission electron microscope coupled to the energy dispersive X-ray spectrometry (TEM/EDS). The antimicrobial activity of GO/Ag was observed by Escherichia coli, a Gram negative bacterium and Bacillus subtilis a Gram positive bacterium in solid culture medium. The minimum inhibitory concentration of GO/Ag was 50 mg/L. .It is noteworthy that the incorporation of silver occurred at the same time the reduction of graphene oxide without the generation of toxic chemical residues.

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  • IPEN-DOC 24849

    SOARES, JAQUELINE J.S. ; COSTA, CARLOS A.R.; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; ZAIM, MARCIO H.; SAKATA, SOLANGE K. . Characterization by atomic force microscope (AFM) of graphene oxide and graphene oxide-PEG-NH2 incorporated in bovine pericardium. In: PAN AMERICAN CONGRESS OF NANOTECHNOLOGY, 1st, 27-30 de novembro, 2017, Guarujá, SP. Abstract... 2017.

    Abstract: Atomic force microscopy (AFM) is a technique that allows images from the surface topography with high spatial resolution at Nano metric scales. AFM has being used in several fields in science such as Biology, Medicine, Chemistry and Pharmaceuticals. In this study, the tecnhique was used to characterize graphene oxide and graphene oxide functionalized with amino-PEG (GO-PEG-NH2) in the bovine pericardium (BP) surface. The treatment of BP with GO and (GO-PEG-NH2) improved the mechanical properties of the biomaterial that will be used in the manufacture of cardiovascular device that is used to replace heart valves. For the BP coating, two different pathways were tested: 1) chemical pathway using solution containing 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) and GO; and 2) in physical adsorption the incorporation were performed by ultrassom. The same procedure was performed to incorporate GO-PEG-NH2. The images of the BP with its modified surface were obtained by AFM and proof the efficiency in the two incorporation processes. The study also demonstrated the applicability of AFM to characterize incorporated nanomaterial in the biological samples.

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  • IPEN-DOC 26288

    ZDOROVETS, MAXIM; MASHENTSEVA, ANASTASSIYA; ANGNES, LUCIO; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; SAKATA, SOLANGE K. . Electrochemical behaviour of track-etched membranes with embedded copper nanotubes. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE, October 21-25, 2019, Santos, SP. Proceedings... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Energia Nuclear, 2019. p. 2532-2537.

    Abstract: Track-etched membranes (TeMs) are thin polymer films with pores of various geometries made by irradiating on the DC-60 cyclotron and subsequent chemical etching. The objective of this work is to evaluate the electrochemical behavior of track-etched membranes with embedded copper nanotubes (TeMs/CuNT) using Cyclic Voltammetry. TeMs were prepared from 12.0 μm polyethylene terephthalate (PET) film by irradiation with 84Kr+15 on the DC-60 heavy ion accelerator. The irradiated film was etched in a basic solution followed by H2O2/UV system. The characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM). For the electroless plating consists of three successive stages: sensitization, activation and directly deposition. The electrochemical studies was performed in two different media KOH and Na2SO4 adding adding 100uL aliquots of nitrate solution using Pt as counter electrode, Ag/AgI as reference and the copper as work electrode. The results showed the potential of TeMs/CuNT as nitrate sensor in sodium sulfate medium.

    Palavras-Chave: copper; electrochemistry; electrolytes; etching; films; gamma radiation; heavy ion accelerators; irradiation; nanotubes; nitrates; scanning electron microscopy; sodium sulfates; water

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  • IPEN-DOC 26320

    SILVA, CAMILA L. ; TOMINAGA, FLAVIO K. ; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; BRANDAO, OCTAVIO A.B. ; SAKATA, SOLANGE K. . Estudo de estabilidade de nanocompósitos de magnetita/óxido de grafeno reduzido sintetizados via feixe de elétrons. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE, October 21-25, 2019, Santos, SP. Proceedings... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Energia Nuclear, 2019. p. 3158-3166.

    Abstract: O óxido de grafeno é um dos precursores do grafeno e apresenta em sua superfície vários grupos funcionais oxigenados que consequentemente possui dispersibilidade em diversos solventes polares, o que lhe proporciona alta competência para em diversas aplicações. Este nanomaterial possui excelentes propriedades físico-químicas, como estabilidade mecânica, mobilidade elétrica, condutividade térmica. A solubilidade pode ser aprimorada por meio da formação de uma barreira estérea quando disperso em água, que causa então a diminuição das interações eletroestática entre as partículas. Diversos metais têm sido incorporados a nanocompósitos a base de grafeno. A síntese de nanocompósitos de óxido grafeno/magnetita tem sido estudada devido ao aumento das propriedades magnéticas, catalíticas e da biocompatibilidade. Este trabalho tem como finalidade avaliar a estabilidade de nanocompósitos magnéticos de óxido de grafeno obtidos através da irradiação com feixes de elétrons. Os nanocompósitos foram irradiados em um acelerador de elétrons em diferentes doses (20, 40 e 80 kGy). Os métodos de caracterização usados foram espectrofotometria UV/VIS e potencial zeta (ζ). Nas análises de UV/VIS foi observado o pico padrão de absorção na região de 230nm, o que confirma a existência de ligações C=C. As análises do potencial zeta foram realizadas nos pH de 4, 7 e 9 e a maior estabilidade foi obtida em pH 7 nas amostras irradiada a 20 kGy e 80 kGy.

    Palavras-Chave: electron beams; graphene; magnetite; nanocomposites; oxides; ph value; spectrophotometry; stability; synthesis; ultraviolet radiation

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  • IPEN-DOC 26318

    BRANDAO, OCTAVIO A.B. ; SILVA, CAMILA L. da ; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; TOMINAGA, FLAVIO K. ; SAKATA, SOLANGE K. . Estudo de estabilizantes para o óxido de grafeno reduzido por radiação gama. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE, October 21-25, 2019, Santos, SP. Proceedings... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Energia Nuclear, 2019. p. 3144-3152.

    Abstract: O estudo do óxido de grafeno (OG) e de nanocompósitos à base do óxido de grafeno mostra se relevante devido à sua versatilidade em inúmeras aplicações, como na síntese de biossensores e na adsorção de nanopartículas metálicas. Por ser um nanomaterial, há uma grande dificuldade de impedir sua aglomeração em meio aquoso, gerando a necessidade de uma melhor compreensão de sua estabilidade Este trabalho propõe se a realizar um estudo da estabilidade do óxido de grafeno reduzido por radiação gama em diferentes dispersões: em meio aquoso básico, em poliacetato de vinilia (PVA), propano 2 ol, etileno glicol (EG) e água. Os métodos empregados para a caracterização do óxido de grafeno foram o DRX, FTIR e UV Vis. Os resultados obtidos na análise dos espectros das amostras irradiadas pelo DRX indicaram que houve a redução nas dispersões com Água, ISO, EG e PVA pelo deslocamento do pico característicos do OG de 10º nestas amostras, corroborado pelo deslocamento do pico da absorbância do UV Vis para a faixa de 240 270 nm, entretanto a amostra de NaCl não reduziu conforme visto no FTIR. Em meio aquoso houve uma redução na intensidade dos picos indicando a aglomeração do nanomaterial com o decorrer do tempo de análise. O uso dos estabilizantes ISO, PVA e EG melhor minimizaram este processo

    Palavras-Chave: aqueous solutions; ethylene glycols; fourier transformation; gamma radiation; graphene; infrared spectra; propane; pva; reduction; sodium chlorides; stability; ultraviolet radiation; x-ray diffraction

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  • IPEN-DOC 27503

    JACOVONE, RAYNARA M.S. . Estudo do comportamento eletroquímico do óxido de grafeno reduzido/Ni sintetizado por radiação ionizante / Study of the electrochemical behavior of reduced graphene oxide/Ni synthesized by ionizing radiation . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 108 p. Orientador: Solange Kazumi Sakata. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-23122020-104210

    Abstract: O presente trabalho descreve um processo atraente e verde para obtenção de nanocompósitos de rOG-Ni utilizando a radiação ionizante: radiação gama e feixe de elétrons. Os experimentos foram realizados, em meio aquoso, a temperatura e pressão ambiente e sem a geração de resíduos tóxicos e subprodutos indesejáveis. O OG foi esfoliado em água/isopropanol (1:1) e submetido à radiação gama nas doses de 20, 40 e 80 kGy e taxa de dose de 10 kGy/h para a obtenção do rOG. Para a síntese do rOG/Ni os experimentos foram realizados na presença de Ni(NH3)6Cl2. O rOG foi caracterizado por difração de Raios X (DRX), espectroscopia Raman e de fotoelétrons por Raios X (XPS) e o rOG-Ni por DRX e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados de espectroscopia Raman e XPS confirmaram a formação do rOG e que o grau de redução foi proporcional ao aumento da dose aplicada sobre o óxido de grafeno. A morfologia do nanocompósito rOG-Ni foi avaliada por MET e pode-se observar nanopartículas de níquel uniformemente distribuídas sobre as folhas de rOG. Histogramas de tamanho médio de NPs indicaram que para a amostra sintetizadas por raios gama a 80 kGy, obteve-se nanopartículas menores quando comparada com a amostra irradiada a 40 kGy, sugerindo que, quanto maior a dose aplicada, menor o tamanho da nanopartícula formada. A comparar os resultados de DRX para o rOG-Ni obtido pelas duas técnicas de radiação ionizante, nas mesmas doses aplicadas, foi observado que para o nanocompósito sintetizado por radiação gama houve a redução do óxido de grafeno simultaneamente a formação das nanopartículas de níquel, enquanto que para o feixe de elétrons houve apenas a redução dos íons de níquel levando a formação da nanopartícula. Para estudo do comportamento eletroquímico, eletrodos do tipo screen printed electrode (SPE) foram modificados com o rOG e rOG-Ni sintetizados por radiação gama. Os voltamogramas cíclicos obtidos apresentaram um comportamento reversível para todas as amostras na presença de K4Fe(CN)6, e o valor da corrente de pico anódica (Ipa), mostrou-se diretamente proporcional ao aumento da dose aplicada sobre o nanomaterial em seu processo de redução.

    Palavras-Chave: graphene; oxide minerals; synthesis; nanocomposites; nickel alloys; materials handling; materials testing; x-ray diffraction; transmission electron microscopy; raman spectroscopy; voltametry; electrodes; electrochemistry

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  • IPEN-DOC 29480

    SAKATA, SOLANGE ; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; DUARTE, MIGUEL ; GARCIA, RAFAEL ; ANGNES, LUCIO. Reduced graphene oxide obtained by gamma radiation to produce screen printed glucose biosensor. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLICATIONS OF RADIATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2nd, August 22-26, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022.

    Abstract: Screen printed biosensor has attracted attention as point care device due to its fast and accurate response in a compact portable platform. Due the high electrical carrier mobility, reduced graphene oxide (rGO) has been used to modify the working electrode surface and increase the biosensor sensibility. However, there are some disadvantages during the reduction of graphene oxide that include the use of chemical reductants that need to be removed after the reaction and the toxic residues. The purification usually requires tedious steps and a lot of efforts to recover the nanomaterial. In this work screen printed carbon electrode (SPCE) was modified using rGO produced by gamma radiation. Graphene oxide (GO) was prepared by modified Hummers and the reduction was performed in a water/isopropanol solution and inert medium. Sample was irradiated in the Multipurpose Gamma Irradiation Facility at Radiation Technology Center from Nuclear and Energy Research Institute (IPEN/CNEN-SP), a category IV gamma irradiator by the IAEA classification under the radiation dose at 80,0 kGy. rGO characterization was performed by X-Ray Diffraction (XRD). From the XRD patterns: the 2θ the peak located at 11o shift to 23o, demonstrating the reduction of GO to rGO. The decrease of the distance between layers was attributed on partial remove of the oxygen groups from GO. For the glucose biosensor preparation, first of all, the SPCE (Metrohm, model 6. 1208. 110) was modified by drop-coating rGO solution and dried at room temperature for 24h. Then, for Glucose Oxidase (GOx) immobilization, the carboxylic groups from rGO were activated using N-hydroxysuccinimide (NHS) and 1-Ethyl-3-(3-dimethyalaminopropyl) carbodiimide (EDC) for 30 min at room temperature, followed by adding GOx 10KU from A. niger Type II (5mg/mL). The solution was incubated at 4oC overnight. SEM images showed GOx onto SPCE surface and the electrocatalysis of GOx toward glucose was measured to confirm the enzymatic activity. For electrochemical studies, cyclic voltammetry was carried out in a Portable Potentiostat model 910 PSTAT mini, Metrohm and PSTAT software. The fabricated amperiometric biosensor detects glucose ranged from 1mM to 5mM with LOD of 0.9 mM at 0.70V. Moreover, the biosensor exhibited repeatability, reproducibility and practicability. This study showed that rGO synthesized by gamma radiation without any further purification is a simple and sustainable approach to fabricate electrode for biosensors.

    Palavras-Chave: gamma radiation; graphene; glucose; biological indicators; sensors

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  • IPEN-DOC 28983

    SAKATA, SOLANGE K. ; JACOVONE, RAYNARA M.S. . Redução do oxido de grafeno via radiação ionizante / Reduced graphene oxide via ionizing radiation. In: COLLET-LACOSTE, JUAN R. (Org.). Nanociências e Nanotecnologia: Pesquisa e Aplicações. Curitiba, PR: Artemis, 2022. p. 49-60, cap. 4. DOI: 10.37572/EdArt_2908226684

    Abstract: A radiação ionizante, o que inclui a radiação gama e feixe de elétrons, é considerada como “síntese verde” e “ambientalmente amigável” e vem se destacando como uma promissora rota sintética para obter óxido de grafeno reduzido. Essas reações ocorrem em meio aquoso, a temperatura e pressão ambiente, sem o uso de redutores tóxicos e geração de resíduos químicos tóxicos. Neste capítulo é apresentado uma compilação de estudos sobre redução do óxido de grafeno via radiação ionizante reportados na literatura na última década. A redução parcial do óxido de grafeno produz óxido de grafeno reduzido (rOG), um nanomaterial que combina as propriedades do grafeno e do óxido de grafeno: uma excelente condutividade elétrica e térmica e os demais grupos de oxigênio que permitem sua funcionalização. Na literatura, são descritas diversas rotas sintéticas para produzir rOG: por método químico, térmico, eletroquímico, radiação não ionizante e biocatalíticas.

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  • IPEN-DOC 28447

    JACOVONE, RAYNARA M.S. ; JESUS, JULIANA M.S. de; TEIXEIRA, ANTONIO C.S.C.; SAKATA, SOLANGE K. . Screen printed electrode modified with reduced graphene oxide obtained by ɤ radiation for levonorgestrel detection. In: FRONTEIRAS EM ELETROQUÍMICA E ELETROANALÍTICA, 2.: AVANÇOS REALIZADOS POR JOVENS MULHERES CIENTISTAS, 11-12 de fevereiro, 2021, Online. Resumo... Rio de Janeiro, RJ: Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2021. p. 131-132.

    Abstract: INTRODUCTION Screen printed electrodes (SPE) have attracted attention due to their fast and accurate response, high sensibility, specificity, and portable platforms. To increase their electrical carrier mobility and sensibility, the working electrode surface has been modified using reduced graphene oxide (rGO) [1]. In the present work, gamma radiation reduced Graphene Oxide (GO) to produce rGO in a sustainable method that avoids toxic reagents and the production of hazardous chemical residues [2]. Levonorgestrel (LNG) is a synthetic contraceptive hormone of worldwide concern, being harmful to aquatic organisms, even at low concentrations, e.g., 0.024 nmmol L-1 [3]. METHODOLOGY Reduced graphene oxide was obtained using GO (10 mg mL-1) dispersed in a water/isopropanol. The sample was irradiated in the Multipurpose Gamma Irradiation Facility at CETER/IPEN/CNEN-SP, at a dose rate of 10 kGy h-1 and 80.0 kGy in inert conditions. The SPE was modified by drop casting 10 μL of the rGO solution and dried at room temperature. The rGO-SPE was characterized by Raman spectroscopy and the electrochemical behavior of LNG was investigated using cyclic voltammetry (CV) in phosphate buffered saline (PBS) medium (pH 7.0) within the oxidation window 0.0-1.0 V and 25 mV s-1 (Fig. 1). RESULTS The Raman spectrum showed D (1.347 cm-1) e G (1.594 cm-1) bands for both rGO-SPE and SPE. The ID/IG ratio was 0.85 and 1.40 for SPE and rGO-SPE, respectively. For rGO-SPE, cyclic voltammograms showed a reversible behavior in K4Fe(CN)6 [2 mmol L-1] and in the presence of LNG [6410-9 mol L-1], anode inflection was observed at 0.6 V, associated with the non-reversible oxidation reaction of LNG. CONCLUSIONS The surface of the rGO-SPE was uniform, being the ID/IG ratio for the covered electrode higher than that exhibited by the uncovered one. This electrode presented electrochemical response to LNG, even at low concentrations, thus proving its application as an electrochemical sensor for the LNG hormone.

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  • IPEN-DOC 26280

    JACOVONE, RAYNARA M.S. ; TOMINAGA, FLAVIO K. ; BRANDAO, OCTAVIO A.B. ; GARCIA, RAFAEL H.L. ; SAKATA, SOLANGE K. . Synthesis of reduced graphene oxide by gamma irradiation. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE, October 21-25, 2019, Santos, SP. Proceedings... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Energia Nuclear, 2019. p. 2398-2405.

    Abstract: Graphene is a 2D carbon-based nanomaterial that has a high specific surface area with remarkable physical and chemical properties. These unique properties make graphene a nanomaterial with wide electrochemical applications. However, it is not possible to functionalize graphene sheets and increase their field of application because there are no organic functions in their surface. So, an important precursor of graphene, graphene oxide (GO), then contains oxygen functional groups on the surface is been using functionalized. Partial reduction of graphene oxide leads to reduced graphene, a nanomaterial that combines both properties of graphene and graphene oxide: an excellent electrical and thermal conductivity and remaining oxygen groups that allow its functionalization. In the literature it is described many ways to produce reduced oxide graphene from graphene oxide, such as chemical reduction using hydrazine hydrate or NaBH4 or thermal reduction using high temperatures. Here in it is described an attractive and green process to reduce graphene oxide in aqua solution using gamma radiation. Exfoliated graphene oxide (1-100mg / L) under inert medium was submitted to gamma radiation. The radiation dose ranged from 20 to 80 kGy and the product was centrifuged. The characterization was performed by X-Ray Diffraction (XRD), Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) and Thermogravimetric analysis (TGA). The XRD results demonstrated characteristic diffraction peaks at about 10° and 25° corresponding to GO and Graphene, respectively, indicating the rGO formation. ATR-FTIR showed the characteristic peaks of functional groups (epoxy, hydroxyl and carboxyl) for GO. After the gamma irradiation, it was noticed a reduction at the intensity of the peaks at of carboxyl/carbonyl an increase at aromatic carbon bond. TGA analysis indicated a decrease of the oxygen groups.

    Palavras-Chave: fourier transformation; gamma radiation; graphene; infrared spectra; irradiation; nanomaterials; radiation dose ranges; thermal gravimetric analysis; water; x-ray diffraction

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  • IPEN-DOC 23240

    SOUSA, THAINA S. ; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; SOARES, JAQUELINE J.S. ; RODRIGUES, DEBORA F.; SILVA, FLAVIA R. de O. ; GARCIA, RAFAEL H.L. ; FELIX, FABIANA S.; ANGNES, LUCIO; SAKATA, SOLANGE K. . Synthesis of reduced graphene oxide/nickel (rGO/NiO) nanocomposite via electron beam. In: IUPAC WORLD CHEMISTRY CONGRESS, 46th; ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN CHEMICAL SOCIETY, 40th, July 07-14, 2017, São Paulo, SP. Abstract... Durham, NC, USA: International Union of Pure and Applied Chemistry, 2017.

    Abstract: Introduction Electron Beam is a flow of electrons with energy that has been used mainly for sterilization and to cross-link polymers. However, little is known about graphene based /metal nanocomposites generated by electron beam metal nanoparticles on graphene-based surfaces produces new materials with wide application in optics, electronics and catalysis 1. The aims of this work are to syntheze and characterize reduced graphene oxide/nickel oxide (rGO/NiO) via electron beam to generate conductive materials. Method, Results and discussion Dispersed graphene oxide was mixed with nickel in the complex form in water-isopropanol (1:1) solution. The mix was submitted to a dose of radiation varying between 150 and 400 KGy. The nanocomposite rGO/NiO characterization was performed by thermogravimetry analysis (TGA), X-ray diffraction (XDR), cyclic voltammetry (CV) and scanning transmission electron microscope coupled to the energy dispersive X-ray spectrometry (TEM/EDS). The TGA curve showed that the incorporation amount of Ni was 20% (w/w) and the presence of Ni was confirmed by TEM/EDS and nanoparticle size was 20 nm. The nanocomposite crystalline structure was confirmed by XRD as well as the number of layers of rGO, which are four. From the XDR pattern of the rGO/NiO, a peak corresponding to the rGO at 2θ=9.10°. These results indicate the incorporation of Ni nanoparticles to the rGO. The electrochemical characterization of rGO/NiO was performed by CV. From the voltammetric profile, current peaks were observed at 0,45 V (vs.Ag/AgCl) and correspond to 0,75 A/mol/cm2 in ascorbic acid media and pH = 5.0. According to the data obtained, it was possible to observe that the rGO/NiO showed a higher current density compared to graphene oxide at the same conditions. Conclusions The analysis demonstrated that it is possible to apply electron beam in the synthesis of rGO/NiO and as confirmed by the characterization results. It is noteworthy that the incorporation of NiO occurred at the same time the reduction of graphene oxide. The voltammetric results showed that the presence of rGO/NiO facilitated the transfer of charge during the electrooxidation of ascorbic acid. This study allowed the generation of a conductive nanocomposite that can be widely used in the electrochemical area.

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  • IPEN-DOC 24175

    SOARES, JAQUELINE J.S. ; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; SANTOS, PAULO S. ; ZAIM, MARCIO H.; FARIA, DALVA L.A. de; SAKATA, SOLANGE K. . The effect of gamma radiation on the structure of graphene oxide and graphene oxide functionalized with amino-PEG. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE, October 22-27, 2017, Belo Horizonte, MG. Proceedings... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Energia Nuclear, 2017.

    Abstract: The functionalization of graphene oxide (GO) with polyethylene glycol (PEG) has been widely used in drug delivery systems. This nanocomposite exhibits excellent stability in the presence of high concentrations of salts and proteins and shows to be less toxic than its raw form in vitro and in vivo. However, it must be sterilized before use in the medical field and the gamma irradiation shows a promising option for this purpose. Sterilization by ionizing energy through gamma rays, generated by Cobalt-60 self-disintegration, consists in exposing the materials to short electromagnetic waves. The irradiation process provides substantial advantages when compared to thermal and chemical processes such as more precise control of the process, production of products with superior qualities, lower energy consumption and less environmental pollution. In this work the effect of gamma radiation on the structure of GO and GO functionalized com Amino-PEG (GO-PEG-NH2) irradiated with different doses (15, 25, 35 and 50 kGy) and rate dose 7.31 kGy.h-1 was evaluated. The analyses were performed by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) and Raman spectroscopy. The results showed that the methods for the synthesis of GO and GO-PEG-NH2 was effective since there was confirmation of the surface oxidation of materials and functionalization with the PEG-NH2 and the sterilization by gamma radiation does not caused any defects on materials.

    Palavras-Chave: cobalt 60; dose rates; fourier transformation; gamma radiation; graphene; infrared spectra; polyethylene glycols; radiation doses; radiation effects; raman spectroscopy; sterilization; synthesis

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  • IPEN-DOC 24850

    SOARES, JAQUELINE J.S. ; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; MATHOR, MONICA B. ; ZAIM, MARCIO H.; MAIZATO, MARINA J.S.; CESTARI, IDAGENE A.; JATENE, FABIO B.; SAKATA, SOLANGE K. . The effect of GO-PEG-NH2 on the mechanical resistance of bovine pericardium used in cardiovascular device. In: PAN AMERICAN CONGRESS OF NANOTECHNOLOGY, 1st, 27-30 de novembro, 2017, Guarujá, SP. Abstract... 2017.

    Abstract: Valvular heart disease (VHD) is a clinical condition where one of the four-heart valves is damage or has a defect. It was estimated that approximately 300,000 to 400,000 heart valve replacement surgeries were performed in 2014. There are two types of prostheses, the bioprothesis and the mechanical prosthesis. Even though the first one presents a smaller rejection, its durability is reduced due to calcification followed by deterioration. The objective of this work was to increase the durability of prostheses made from bovine pericardium (BP) by incorporating GO functionalized with amino-PEG (GO-PEG-NH2). Briefly, GO functionalized was firstly sterilized with gamma radiation and then incorporated to BP in two different ways: chemical and physical. Mechanical characterization assays of BP treated with GO-PEG-NH2 and untreated (control) were performed in an INSTRON model 3365 universal test equipment using the BioPlus accessory, which allows the assays to be carried out immersed in a physiological solution of 0,9% NaCl at 36 °C, simulating the environment of material’s application. The static deformation in the uniaxial direction of the test specimens was verified using the ASTM D638-10 standard test method for tensile properties of plastics, 2010 from the American Society for Testing and Materials (ASTM Standards). The results indicated that GO-PEG-NH2 improved the mechanical strength of the biomaterial, increasing the resistance to permanent plastic deformation, maximum supported load, flow limit, maximum traction tension, rupture tenacity and rupture traction tension no matter of GO-PEG-NH2 incorporation methods and it is possible to improve the performance of bioprothesis by coating them with GO-PEG-NH2 and consequently increasing their durability.

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  • IPEN-DOC 29478

    GARCIA, RAFAEL H.L. ; CARNEIRO, FELIPE W. ; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; SAKATA, SOLANGE K. ; ANGNES, LUCIO. The influence of gamma radiation doses on rGO/Ni for energy storage applications. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLICATIONS OF RADIATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2nd, August 22-26, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022.

    Abstract: Metallic nanoparticles (MN) have been the subject of intense research in the last decades because of their high catalytic activity, associated with its large surface-to-volume ratio. However, it is difficult to obtain pure active metal nanoparticles surfaces, since its contamination and aggregation frequently result in deactivation and loss of catalytic activities. MN immobilization can minimize these effects. Thermal, mechanical, and electrical properties of reduced graphene oxide (rGO) make this material an excellent candidate for MN support for batteries and supercapacitors. The production of metallic nanoparticles on rGO surface based on gamma radiation allows less formation of residual impurities, absence of reducing agents, uniform mass production, no aggregation and low costs. Herein, we demonstrated a green and efficient one-step, gamma radiation-based method for Ni/rGO production. Graphene oxide (GO) was prepared by modified Hummers method. Ni+2 and graphene oxide reduction were performed in water/isopropanol solution (1:1) under inert medium. Samples were irradiated in the Multipurpose Gamma Irradiation Facility at CETER/IPEN/CNEN-SP, a category IV gamma irradiator by the IAEA classification, in radiations doses of 20, 40, and 80 kGy, at 10 kGy/h. From X-ray diffraction, the correlation between radiation doses and crystallite size was evaluated. For supercapacitor studies, cyclic voltammetry was carried out in a screen printed carbon electrode (SPCE) in K₄[Fe(CN)₆]. The working electrode was modified with produced rGO-Ni 80 kGy, Pt wire was used as counter and Ag/AgCl as reference electrode. Experiments were performed in KOH 1.0 M. Results showed that produced Ni/rGO has good potential to be used in electrochemical devices such as supercapacitors or batteries.

    Palavras-Chave: nanoparticles; graphene; gamma radiation; radiation doses

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  • IPEN-DOC 28448

    JACOVONE, RAYNARA M.S. ; JESUS, JULIANA M.S. de; SAKATA, SOLANGE K. ; RICARDO, ELIO C.. Uso do Kahoot! como ferramenta avaliativa em um ambiente interdisciplinar e remoto: primeiras impressões. In: CARMO, CAROLINA (Ed.); RANGEL, FERNANDA (Ed.); RIBEIRO, RAPHAEL de A. (Ed.); QUARTO, LUCAS C. (Ed.); SOUZA, THAIS C. de (Ed.) CONGRESSO NACIONAL DE ENSINO CIENTIFICO, 2., 15-18 de julho, 2021, Online. Resumo... Macaé, RJ: Congresse.Me, 2021.

    Abstract: O presente estudo visa apresentar as primeiras impressões observadas após o uso da plataforma on-line Kahoot! como ferramenta avaliativa do processo de aprendizagem ativa da disciplina IPN 0034 – Fundamentos dos Nanomateriais, integrante do conjunto de disciplinas optativas da graduação disponibilizadas no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). O curso baseia-se na fundamentação de conceitos aplicados ao estudo de nanomateriais, tais como síntese, caracterização e aplicação dessa tecnologia no âmbito científico e industrial. No ano atual, a disciplina, que ainda está em curso, é ministrada por quatro professores e quatro monitores do Programa de Aperfeiçoamento de Ensino (PAE), com 48 alunos dos seguintes cursos: Bacharelado em Biotecnologia (19%), Engenharia Química (19%), Química (17%), bacharelado em Física Médica (4%), além de alunos de outras Engenharias, Odontologia e Ciências Contábeis. Neste contexto, foram previamente selecionadas, dentro do plano da disciplina, a inserção de ferramentas e estratégias educacionais que buscam promover um aprendizado ativo. A heterogeneidade do público-alvo atribui ao curso um caráter multidisciplinar, além de motivar a atual necessidade de aprimorar a interação professor-aluno em um ambiente remoto. A título de exemplo, a disciplina em estudo propõem o uso de ferramentas como Kahoot! Mentimeter , uso de mapas conceituais e apresentações de posters na plataforma on-line Wonder . Entre as vantagens da plataforma Kahoot!, destaca-se a obtenção do desempenho imediato dos alunos. O questionário foi desenvolvido com questões de múltipla escolha, sendo apenas uma das alternativas correta, sendo aplicado ao término de cada aula, pelos monitores da disciplina. A hipótese que está sendo avaliada, após a execução de cinco aulas, refere-se à observação de que, ao disponibilizar material para consulta/estudo, antes da aula, os alunos tiveram um maior/melhor desempenho no Kahoot! As evidências obtidas até o momento indicam que em aulas que foram apresentadas questões referentes ao conteúdo pré-aula, cerca de 74% a 96% das questões foram respondidas corretamente. Porém, nas aulas sem material prévio, o máximo de acertos foi de 48%. Esses dados consideram a participação de 48 a 44 alunos, sem considerar o tempo para resposta das questões, mas apenas o que foi pontuado como certo e errado. Essa distinção de desempenho aponta para a importância do aluno estudar ou ter um contato prévio com o conteúdo que será dado em sala. Destaca-se que a investigação da efetividade de uma ferramenta no decorrer do curso permite ao professor aprimorar ou, até mesmo, rever suas escolhas didáticas propostas no plano de aula, o qual não deve ser engessado, mas sim dinâmico, em resposta ao grupo de alunos e suas particularidades. Portanto, é possível identificar que a aplicação de material pré-sala e o uso do Kahoot! está permitindo avaliar de forma efetiva o desempenho dos alunos, oferecendo indicadores para avaliar também as práticas do professor na disciplina em questão.

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Autor: Maprelian

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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.

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.

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.