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Mestrado - Rafael Battistella Nadas

por dirppg-ct publicado 01/04/2019 08h16, última modificação 01/04/2019 08h16
Produção e Caracterização de Nanopartículas de Terfenol-D
Quando
26/04/2019
de 09h00 até 12h00
(America/Sao_Paulo / UTC-300)
Onde
Sede Central: Sala C-301
Participantes
Prof. Ricardo Canute Kamikawachi, Dr. Orientador - UTFPR
Prof. Arandi Ginane Bezerra Jr., Dr. Coorientador - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Ricardo Canute Kamikawachi, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Ado Jorio de Vasconcelos, Dr. - UFMG
Pesquisador Marcos Antonio Coelho Berton, Dr. - ISI Senai
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Resumo: O presente trabalho apresenta os resultados experimentais obtidos na produção e caracterização de nanopartículas a partir de uma liga metálica composta por Ferro, Disprósio e Térbio, TbxDy1-xFe2, conhecida como Terfernol-D. As nanopartículas foram produzidas pelo método de Ablação a Laser em Solução (LASiS - Laser Ablation Synthesis in Solution). A forma e tamanho das nanopartículas foram determinados através de microscopia eletrônica de transmissão e varredura, bem como pela técnica conhecida como Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS - Dynamic Light Scattering). Os resultados da microscopia eletrônica e do DLS mostram que as nanopartículas apresentaram tamanho médio de 17 nm em uma faixa de tamanhos que vai desde 1 nm até 150 nm e forma esférica. A verificação da composição e estrutura das nanopartículas foi realizada utilizando a Espectroscopia de Raios-x por Dispersão de Energia (EDS - Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) e a difração de elétrons em área selecionada (SAED – Surface Area Electron Diffraction), a EDS mostrou a presença dos três elementos da liga Fe, Dy e Tb e os resultados obtidos com a SAED permitiram determinar as distâncias interplanares da estrutura cristalina compatíveis com os valores encontrados na literatura. As nanopartículas foram utilizadas para a produção de substratos SERS aplicados na identificação de poucas moléculas de Prolina, Ureia e Glicina. O efeito da aplicação de um campo magnético no momento da deposição do coloide sobre o substrato mostrou que os filmes produzidos apresentam maior homogeneidade e uniformidade: a altura média quadrática dos filmes varia de (79,57 ± 0,01) nm para filmes produzidos sem auxílio do campo e (47,69 ± 0,01) nm para filmes produzidos com o imã. Estes resultados mostram que o Terfenol-D é um promissor agente SERS que pode ser utilizado futuramente no desenvolvimento de biossensores.

Palavras-chave: Terfenol-D. Nanoparticles. SERS. LASiS

 

Synthesis and Characterization of Terfenol-D Nanoparticles

Abstract: This work presents the experimental results gathered in the synthesis and characterization of nanoparticles from a metallic alloy composed by Iron, Dysprosium and Terbium, TbxDy1-xFe2, also known as Terfenol-D. The nanoparticles were produced through Laser Ablation Synthesis in Solution (LASiS). The shape and size of these nanoparticles were determined via transmission and scanning electron microscopy, as well as via Dynamic Light Scattering (DLS). The results of the microscopy and DLS show that the nanoparticles present spherical shape and average size of 17nm (ranging from 1 to 150 nm). The composition and crystal structure of the nanoparticles were determined through Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) and Selected Area Electron Diffraction (SAED). EDS pointed to the presence of three elements of the alloy: Fe, Dy and Tb; SAED showed that the interplanar distances are comparable to the ones found in the literature. The synthesized nanoparticles were used to produce SERS substrates in order to identify a reduced number of Proline, Urea and Glycine molecules. The effect of the presence of a magnetic field during the deposition of the colloid over the substrate showed that the produced films are more homogeneous and uniform than the films produced without the aid of a magnet: the heights root mean square of the films vary from (79,57 ± 0,01) nm for films produced without magnetic field and (47,69 ± 0,01) nm for films produced with a magnet. These results indicate that Terfenol-D is a promising SERS agent that can be used in the future for the development of biosensors.

Keywords: Terfenol-D. Nanoparticles. SERS. LASiS.

 

Lista de publicações:

NADAS, RAFAEL B.; MACHADO, THIAGO N. ; LENZ, JORGE A. ; SCHREINER, WIDO H. ; BEZERRA, ARANDI G. ; KAMIKAWACHI, RICARDO C. . Synthesis and Optical Characterization of Terfenol-D Nanoparticles. In: 2018 SBFoton International Optics and Photonics Conference (SBFoton IOPC), 2018, Campinas. 2018 SBFoton International Optics and Photonics Conference (SBFoton IOPC), 2018. p. 1.

THALER, JULIANA ; MACHADO, THIAGO N. ; NADAS, RAFAEL ; LENZ, JORGE A. ; KAMIKAWACHI, RICARDO C. ; SCHREINER, WIDO H. ; BEZERRA, ARANDI G. ; WOISKI, THIAGO D. . SERS activity of Co, Ni and Bi nanoparticles. In: 2018 SBFoton International Optics and Photonics Conference (SBFoton IOPC), 2018, Campinas. 2018 SBFoton International Optics and Photonics Conference (SBFoton IOPC), 2018. p. 1.