Dissertations / Theses: 'Microbalance électrochimique à cristal de quartz'

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Kaabi, Walid. "Etude des interactions cadmium-or par microbalance électrochimique à cristal de quartz et rétrodiffusion de Rutherford." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2007. http://www.theses.fr/2007ECAP1046.

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Abstract:

L'électrodépôt de cadmium sur or et sur platine a été étudié par microbalance électrochimique à cristal de quartz (EQCM) et spectrométrie de rétrodiffusion de Rutherford (RBS). Les résultats ont montré que pour les deux systèmes le processus de dépôt était amorcé en région UPD (Under Potential Deposition), mais différents processus se déroulaient lors du dépôt OPD (Over Potential Deposition) et la redissolution. Pour le système cadmium-or, une étape de formation d'alliage Cd-Au était observée en fin de région UPD et continuait à progresser en région OPD. Ainsi, le processus de redissolution s'était avéré complexe et peu conventionnel, mettant en jeu une étape de redissolution sélective et entraînant l'existence d'une masse résiduelle de cadmium non redissoute, et qu'il serait possible d'éliminer par élargissement du domaine de balayage. En revanche, l'électrodépôt du cadmium sur platine s'était avéré réversible avec redissolution de la continuité du cadmium déposé
Among metallic thin layer synthesis process, Electrodeposition is known to allow a good structural and dimensions control. Unlike others techniques, proceeding at room temperature permit to electrodeposition to avoid intermetallic compounds formation when a strong interaction exists between substrate and metal deposited. However, electrochemical studies made last years, shown that, for some system, interdiffusion between metal and substrate can occur even at room temperature, leading to the formation of a surface alloy. In this study, we present some results of electrodeposition study of cadmium on gold and on platinum. Deposition, as well as dissolution process, was controlled by Electrochemical Quartz Crystal Microbalance (EQCM) and Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS). Results show that for both systems, deposition start at UPD (Under Potential Deposition), but different processes occur during deposition and dissolution. For the Electrodeposition of Cd on Au, a step of Cd-Au alloy formation is observed at the end of UPD region and still progress in OPD (Over Potential Region). Thus, dissolution process turns out to be complicated and leads to a partial redissolution of Cd deposited. On the contrary, the Electrodeposition of Cd on Pt is reversible with the total removal of Cd during the redissolution process

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Wu, Yih-Chyng. "Etude des mécanismes de stockage de charge dans les matériaux destinés aux applications de stockage d'énergie électrochimique via l'utilisation de la microbalance électrochimique à quartz (EQCM)." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30326.

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Abstract:

Pour lutter contre la crise du changement climatique, il est nécessaire de disposer de dispositifs de conversion et de stockage d'énergie électrique plus efficaces.1 Les supercondensateurs sont l'une des technologies de stockage d'énergie électrochimique les plus utilisées aujourd'hui. Les supercondensateurs, appelés condensateurs électrochimiques à double couche (EDLC), stockent la charge à l'interface électrode/électrolyte, via une séparation de charge électrostatique par un processus physique d'adsorption/désorption d'ions ; c'est ce qui fait que les supercondensateurs présentent une densité de puissance plus élevée et un dispositif énergétique à longue durée de vie.2 Dans cette thèse, l'objectif est de comprendre les mécanismes de stockage de charge des matériaux de stockage d'énergie en utilisant une microbalance électrochimique in situ à cristaux de quartz (EQCM). La microbalance électrochimique à cristaux de quartz (EQCM) a été utilisée comme sonde gravimétrique in situ pour l'étude de la dynamique des ions dans une électrode poreuse à base de carbone.3-4 La première étude EQCM porte sur une électrode poreuse en carbone tridimensionnelle. Les principaux porteurs de charge ont été identifiés par EQCM dans des électrolytes aqueux multi-ioniques pendant le transfert d'ions et l'adsorption dans les micropores de carbone. Les résultats sont expliqués en fonction de la taille des ions, de la mobilité des ions et de la plage de pH. La deuxième partie est une étude des réponses ioniques sur le matériau carboné bidimensionnel. Le graphène monocouche (SLG) a été utilisé comme plate-forme bidimensionnelle comme matériau modèle pour imiter les interactions des ions d'un électrolyte avec une surface de carbone sans l'interférence de la porosité. Le SLG a été transféré avec succès sur l'électrode de quartz en utilisant une méthode propriétaire, de sorte que l'EQCM permet d'enregistrer la dynamique des ions à proximité de l'interface carbone/électrolyte, et dans le cas de deux électrolytes différents : un liquide ionique pur et un liquide ionique utilisé comme un sel dissous dans un solvant. La dernière partie est consacrée à l'application de l'EQCM sur différents matériaux pour le stockage de l'énergie. Des matériaux pseudo-capacitifs et de batterie, tels que le matériau pseudo-capacitif Ti3C2Tx MXene et le CaV6O16 comme matériau de cathode de batterie aux ions Ca ont également été testés en utilisant la technique EQCM comme matériau d'électrode à haute performance. Les mécanismes de stockage de charge de chaque matériau sont étudiés en détail dans ce chapitre. L'approche de cette thèse démontre que l'EQCM est un outil efficace qui fournit un aperçu direct au niveau moléculaire du processus de stockage de charge pour différents matériaux de stockage d'énergie. Elle montre un grand potentiel à servir de sonde électrogravimétrique pour surveiller les flux d'ions et de molécules de solvants qui se produisent à l'interface électrode/électrolyte lors de la polarisation
Reducing the consumption of fossil fuels and developing renewable and sustainable energy sources have been considered to be effective strategies to tackle the climate change crisis. To address such issues, more efficient electrical energy conversion and storage devices are required.1 The most commonly used electrochemical energy storage technologies today are batteries and supercapacitors. Batteries store the energy through faradaic reactions of electrode materials with electrolytes, providing high energy supplement, with energy densities of few hundreds of Wh kg-1.2 By contrast, supercapacitors, termed as electrochemical double-layer capacitors (EDLCs), store the charge at the electrode/electrolyte interface, via an electrostatic charge separation by physical ion adsorption/desorption process; it is making supercapacitor exhibits a higher power density and long cycling life energy device.3 EDLCs have the key role of filling the gap between batteries and capacitors due to their very high power densities (15 kW kg-1) and moderate energy densities (8 Wh kg-1).4 In this thesis, the main focus is to understand the charge storage mechanisms of EDLCs by using in situ electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM). Electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) has been used as an in situ gravimetric probe for the investigation ion dynamics in porous carbon-based electrode.5-6 The first part of the thesis includes a bibliographic study, which gives us a deep understanding regarding the theories and development of EDLCs. The charge storage mechanisms of EDLCs will be covered thoroughly, based on the up-to-date theoretical and experimental aspects. Then, the thesis will go through the basic concepts of the experimental equipment and materials. The first part of the result is an EQCM study of three-dimensional porous carbon electrode. The main charge carriers were identified by in situ EQCM in multi-ion aqueous electrolytes during ion transfer and adsorption in carbon micropores. The results are explained based on ion size, ion mobility and pH range. The following part of the result aims to study the ion responses on two-dimensional carbon material. Single layer graphene (SLG) was used as a two-dimensional platform as a model material for mimicking the interactions of ions from an electrolyte with a carbon surface without the interference of the porosity. The SLG was successfully transferred onto the quartz electrode using a proprietary method, so that in situ EQCM enable to record the ion dynamics nearby the carbon/electrolyte interface, and in the case of two different electrolytes: a neat ionic liquid and an ionic liquid used as a salt dissolved in a solvent. The last part is dedicated to the application of EQCM on different materials for energy storage. Pseudocapacitve and battery materials, such as Ti3C2Tx MXene pseudocapacitive material and CaV6O16 as Ca-ion battery cathode material were also tested using EQCM technique as a high rate performance electrode material. The charge storage mechanisms of each materials are investigated detailly in this chapter. The approach of this thesis demonstrates that EQCM is an efficient tool provides a direct molecular-level insight into the charge storage process for different energy storage materials. It shows a great potential to be served as an electrogravimetric probe to monitor the ion and solvent molecule fluxes occurring at the electrode/electrolyte interface upon polarization

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Portail, Nicolas. "Mesures électrochimiques locales pour l'étude de la corrosion du fer par piqûre." Paris 6, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00825618.

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Abstract:

Une piqûre est décrite comme étant une attaque concentrée sur une petite portion de surface dont l’évolution reste très imprévisible. Les techniques électrochimiques classiques sont très utilisées pour étudier ces problèmes mais ne peuvent pas décrire le développement d’une piqûre isolée. Ce travail a donc concerné la mise en œuvre de protocoles expérimentaux permettant d'étudier une piqûre unique à partir de mesures électrochimiques locales. Pour y parvenir, le microscope électrochimique à balayage a été utilisé pour la génération de la piqûre. Les résultats obtenus ont notamment permis de corréler différents paramètres avec l'initiation et la propagation de la piqûre. Les produits de corrosion ont pu être déterminés en fonction de l’électrolyte. L’utilisation de couplages a permis notamment la détermination du degré d'oxydation du Fer dissous et de caractériser l'évolution de la piqûre.

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Gautier, Christelle. "Développement de supports polythiophène conducteurs pour l'immobilisation d'ADN, la détection électronique de l'hybridation et la libération locale de gènes." Phd thesis, Université du Maine, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00192830.

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Abstract:

Les matériaux organiques pour l'électronique moléculaire trouvent de nombreuses applications et se substituent déjà aux semi-conducteurs classiques issus de la chimie minérale. Le travail entrepris a concerné la mise en forme et l'étude de nouvelles matrices polythiophène permettant l'immobilisation de molécules biologiques et la lecture électronique de l'hybridation.
Dans une première partie, une nouvelle fonction d'ancrage électroactive a été validée permettant l'immobilisation de molécules sondes par simple condensation d'amines dans des conditions douces. Cette approche autorise un diagnostic électrochimique de l'environnement moléculaire au voisinage de l'interface faisant de ces matrices des supports actifs dans la transduction du signal. Ainsi, nous montrons comment, par l'examen des modifications des propriétés de conduction du polymère, il est possible d'établir la présence ou l'absence d'un brin d'ADN complémentaire dans le milieu d'étude. Par ailleurs, un suivi par microbalance à cristal de quartz des différentes étapes de modification du support a permis de valider ces évènements.
Le développement de dispositifs autorisant leur emploi comme outils d'analyses ou comme outils thérapeutiques laisse entrevoir la perspective de diagnostiquer et de réparer des anomalies génétiques responsables du disfonctionnement des protéines. Aussi, dans une deuxième partie, nous présentons des résultats obtenus avec un poly(cyclopentadithiophène) modifié par un groupement électroactif connecté à la chaîne principale par une chaîne conjuguée. La spécificité de cette matrice permet l'immobilisation d'ADN ainsi que la libération électrochimiquement contrôlée en milieu physiologique.

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Dochter, Alexandre. "Polymer films and brushes self-construction by electrochemically triggered morphogens." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAE039/document.

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Abstract:

Les multicouches de polyelectrolytes, systèmes auto-assemblés par adsorption successive de polycations et de polyanions, constituent un matériau d’intérêt pour la fonctionnalisation de surface. Ce type de revêtement possède toutefois quelques limitations majeures : leur construction est lente et fastidieuse ; leur tenue mécanique et chimique est faible. Récemment, une méthode basée sur l’auto-construction de films par l’utilisation d’un morphogène, i.e. un gradient de catalyseur généré depuis une surface, a été développé permettant ainsi une rapide construction de revêtements robustes. Cette technique reste toutefois limitée à des systèmes particuliers basés sur la chimie click ou sur des interactions hôtes-invités. Nos travaux ont permis de diversifier cette approche de construction tout-en-un par l’utilisation de morphogènes. Dans un premier temps, des brosses de polymères ont été construites en une étape depuis une surface par la réaction de polymérisation ATRP. Cette réaction a été catalysée par la formation d’ions Cu(I) (le morphogène) par électrochimie depuis la surface de travail. L’approche morphogénique a également été utilisée afin de construire des films de polyélectrolytes et de polyampholytes en une étape par la génération électrochimique d’un gradient de protons (le morphogène) depuis la surface de travail. Ces films ont été fonctionnalisés pour présenter une activité enzymatique
Polyelectrolyte multilayers, i.e. self-assembled systems based on successive polycation and polyanion adsorptions, constitute interesting materials for surface functionalization. These coatings possess several limitations: they are weak towards chemical and mechanical constraint and their buildup is long and tedious. Recently, a new method based on the self-construction of films by the means of a morphogen (a catalyst gradient generated from a surface) has attracted attention since it allows the quick self-assembly of robust films. Nevertheless, this technique was quite limited to peculiar systems based on click chemistry or on host-guest interactions.This present work generalize the one-pot morphogenic approach to other systems. In the first place, polymer brushes were built up from a surface by ATRP polymerization. The Cu(I) catalyst (the morphogen) was electrochemically generated at the interface.The morphogenic approach was later used to buildup polyelectrolytes and polyampholyte films in a one-pot manner by electrochemically generating protons (the morphogens) at the interface. These films exhibited an enzymatic activity

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Kengne-Momo, Rosine Pélagie. "Mise en oeuvre des surfaces spécifiques en vue de la détection de bactéries pathogènes par diffusion Raman." Phd thesis, Université du Maine, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00604221.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de synthétiser de nouvelles surfaces spécifiques nécessaires à l'immobilisation des biomolécules ; visant à développer à terme un biocapteur pour la détection de pathogènes en industrie agroalimentaire. Cette nouvelle procédure de fonctionnalisation de surface consiste d'une part à greffer des molécules organiques sur un substrat métallique à partir d'une réaction électrochimique et d'autre part de synthétiser un monomère photopolymérisable sur tout type de surface. Ces surfaces sont enfin utilisées pour immobiliser les biomolécules. Ce procédé ainsi développé permet d'éliminer les multiples étapes, l'utilisation excessive de réactifs observés dans les protocoles classiques de fonctionnalisation de surface pour la capture de microorganismes. Deux stratégies de fonctionnalisation ont été investiguées : la polymérisation sur une plaque de platine et le dépôt de monocouche sur une surface d'or. La fonctionnalisation de surfaces ainsi que l'immobilisation de biomolécules ont été caractérisées par la spectroscopie Raman, la microbalance à cristal de quartz, la microscopie à force atomique (AFM) pour le premier et en plus la microscopie à fluorescence pour le second. Les résultats de la fonctionnalisation de surfaces par dépôt de polymère ont montré, une déstabilisation du polymère en présence de l'eau. Afin d'optimiser la synthèse, nous avons travaillé en milieu inerte, sous alumine activée. De plus, on note une large couverture de la zone spectrale des biomolécules par les signaux du polymère ; Pour le dépôt de monocouche, l'on a obtenu une surface très réactive, homogène. La diffusion Raman est la principale technique de caractérisation utilisée. Elle présente l'avantage d'être une méthode de caractérisation physico-chimique non destructive et non invasive. Longtemps délaissée dans les sciences du vivant, cette méthode apparaît maintenant particulièrement prometteuse grâce à un développement récent de spectromètres intégrés performants. La diffusion Raman sur la monocouche déposée montre une intensité accrue des signaux par l'utilisation de la surface d'or et un spectre plus dégagé conduisant à l'identification aisée des biomolécules après fixation. Elle permet non seulement d'identifier les bandes de vibrations de chaque groupement mais aussi la conformation des structures. Les résultats d'immobilisation ont montré que l'accroche des biomolécules sur les surfaces fonctionnalisées était spécifique. La fonctionnalisation de surface d'or par dépôt de monocouche constitue finalement une technique très rapide à mettre en œuvre, peu coûteuse permettant d'ancrer efficacement les biomolécules et peut être utilisée pour diverses applications. La synthèse du monomère photopolymérisable a été abordée et est en cours d'investigation.

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Chao, Yanjia. "Détermination du pouvoir entartrant de l’eau d’un circuit via l’utilisation d’une microbalance électrochimique a quartz ultrasensible." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066273.

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Abstract:

Le phénomène d’entartrage a des conséquences économiques et techniques défavorables pour le circuit de refroidissement dans les centrales nucléaires de production d'électricité. L’objectif de ce travail est de développer une méthodologie originale, qui permet d’évaluer de manière in situ et rapide, le pouvoir entartrant d’une eau. Une telle méthodologie jouerait un rôle préventif pour permettre une surveillance optimale du circuit vis-à-vis du risque d’entartrage. Pour ce faire, trois méthodes d’évaluation du pouvoir entartrant des eaux ont été examinées et comparées dans cette étude : la méthode de Précipitation Contrôlée Rapide (PCR), la méthode de microbalance à quartz (QCM) électrochimique et une méthode originale de l’Entartrage sur la microbalance pré-Entartrée (E-QCM-E). Les indicateurs représentatifs du pouvoir entartrant d’une eau donnée, obtenus par ces trois méthodes, ont été analysés et comparés. En étudiant les résultats des expériences sur des eaux synthétiques de qualité contrôlée, des relations entre le pouvoir entartrant des eaux et ces indicateurs ont été établies. Ces trois méthodes ont aussi été couplées avec les mesures de Diffraction des Rayons X, de Microscopie Electronique à Balayage et de Spectroscopie Infrarouge pour caractériser les dépôts formés par chaque méthode et avec différentes qualités d’eau. La comparaison entre ces trois méthodes a montré que la méthode d’E-QCM-E présente des avantages par rapport aux méthodes de PCR et QCM électrochimique, qui permet des mesures in situ, sur une échelle de temps courte (de l’ordre de l’heure) et suffisamment sensibles, pour évaluer le pouvoir entartrant des eaux. Lors de la thèse, des premières expériences du couplage de la mesure de SAXS (diffusion des rayons X aux petits angles) avec la méthode PCR ont également été effectuées, pour des connaissances plus fines sur les mécanismes de formation et de précipitation de carbonate de calcium, constituant majeur du tartre. Ces expériences ont permis d’observer et caractériser in situ les germes de carbonate de calcium de taille nanométrique dans une eau métastable, avant la précipitation homogène, qui jouent très probablement, en tant que précurseurs, un rôle important dans le phénomène d’entartrage
The scaling phenomenon could cause serious economic and technical problems to the cooling circuits of nuclear power plants. The objective of this work is to develop an original method, which allows rapid and in situ evaluation of the scaling potential of water. Such method should play a preventive role for optimal monitoring of the scaling risk. Three methods to test water scaling potential were examined and compared in this study: the method of Fast Controlled Precipitation (FCP), the method of electrochemical Quartz Crystal Microbalance (electrochemical QCM) and an original method of the pre-calcified microbalance (E-QCM-E). Indicative factors obtained by these three methods, which are representative of water scaling potential, were analyzed and compared. Based on the results of the experiments on synthetic waters of controlled quality, a relationship was established between water scaling potential and chosen indicative factors for each method. These three methods have also been coupled with X-ray Diffraction measurements, Scanning Electron Microscopy and Infrared Spectroscopy, in order to characterize the deposit formed by different methods and with different synthetic waters. The comparison between these three methods shows that the E-QCM-E method possesses advantages over the FCP method and the electrochemical QCM method, which can carry out in situ measurements, on a short time scale, with a nice sensitivity, of the water scaling potential. A first group of experiments was also conducted that coupled the SAXS measurements (Small Angle X ray Scattering) with the FCP method for finer understanding of the mechanism of calcium carbonate formation and precipitation. During these experiments in situ calcium carbonate nano clusters in metastable water were observed and characterized, before the homogeneous precipitation, which could probably play an important role in the scaling phenomenon as precursors

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Cassiède, Marc. "Développement d’une technique de microbalance à cristal de quartz pour la mesure de propriétés thermophysiques de fluides sous pression." Pau, 2010. http://www.theses.fr/2010PAUU3022.

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Abstract:

Le sujet de cette thèse a été le développement d’une technique de microbalance à cristal de quartz sous pression dont le but est d’étudier le comportement rhéologique et de phase de systèmes viscoélastiques complexes, et en particulier des bruts pétroliers extra-lourds. Après avoir validé le dispositif expérimental par la mesure de températures de transition de phase de systèmes modèles cireux, nous nous sommes orientés vers l’étude de systèmes viscoélastiques par le biais d’une analyse d’impédance. Pour cela, un analyseur de réseau a été intégré au dispositif expérimental, ce qui nous a permis de déterminer à la fois la fréquence de résonance, la dissipation et également la comparaison de ces paramètres sur plusieurs harmoniques. A partir de là, nous avons pu en déduire l’impédance acoustique du système résonant et remonter ainsi aux propriétés du matériau (masse et module de cisaillement). En particulier, l’étude sous pression nous a permis de mesurer de faibles solubilités de gaz (dioxyde de carbone, méthane) dans des bruts pétroliers lourds. Les premiers résultats obtenus ont montré une déviation importante par rapport au comportement théorique sur les premiers rangs d’harmonique, et plus particulièrement sur le mode fondamental. C’est ainsi qu’une étude approfondie du comportement électrique des résonateurs à quartz de coupe AT s’est révélée nécessaire pour expliquer les déviations obtenues sur le fondamental. Ensuite, nous avons caractérisé en détail l’influence de la pression hydrostatique sur l’impédance électrique de ces cristaux de quartz. Enfin, nous avons montré que les phénomènes de rugosité et de glissement doivent être pris en compte précisément pour de futures études rhéologiques
The topic of this thesis is the development of a quartz crystal microbalance technique under pressure in order to study the phase and rheological behaviour of complex viscoelastic systems, and particularly extra-heavy oils. After the validation of the experimental device by measuring phase transition temperatures of waxy model systems, we turned to the study of viscoelastic systems by means of impedance analysis. For this purpose, we have integrated a network analyzer which allows to determine both resonance frequency and dissipation, as well as the comparison of these parameters on several harmonics. These parameters give access to the acoustic impedance of the resonant system and then the material properties (mass and shear modulus) can be deduced. The first results showed an important deviation from theoretical behaviour on the first overtones and particularly on the fundamental mode. Thus, a deep study of the electrical behaviour of AT-cut quartz resonators has been carried out to understand the deviations obtained on the fundamental harmonic mode. Then, we have characterized in detail the effect of pressure on the electrical impedance of these quartz sensors. Finally, we have shown that the phenomena of roughness and slipping must be taken into account accurately for future rheological investigations

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To, Thi Kim Loan. "Etude de films électroactifs par couplage de techniques électrochimique et gravimétrique : application à la caractérisation de membranes à conduction protonique." Paris 6, 2009. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01086589.

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Abstract:

Divers films électroactifs à conduction mixte électronique et ionique ainsi que des membranes échangeuses de protons (PEM) ont été caractérisées par couplage de techniques électrochimique et gravimétrique. Plus précisément, deux configurations différentes ont été employées et étudiées dans différents électrolytes : l’une simple, où le film électroactif est électrogénéré à la surface d’une électrode d’or (Or/film) et l’autre, où une structure bicouche, comprenant le film électroactif dit médiateur et la membrane échangeuse de proton (Or/film/PEM), est réalisée. Dans un premier temps, nous avons développé un nouveau modèle théorique qui considère que les films électroactifs ont une nature poreuse. Il permet aussi de séparer le transfert électronique à l’interface électrode/film du transfert ionique à l’interface film/solution. Dans un deuxième temps, ce modèle a été appliqué aux données expérimentales déterminées à partir des différents films réalisés et les valeurs numériques des différents paramètres ont été obtenues par une méthode d'ajustement. Grâce à une technique puissante, l’électrogravimétrie, plusieurs phénomènes ont été mis en évidence. Dépendant du type de films électroactifs, la cinétique globale du processus électrochimique est majoritairement contrôlée par le transfert ionique et parfois, à la fois par celui-ci et le transfert électronique. Bien que le processus faradique des structures bicouches ne dépend que du film électroactif médiateur, la présence de la couche PEM change cette cinétique globale du film médiateur. De façon quantitative et qualitative, la contribution de chaque espèce chargée ou non, impliquée dans ce processus électrochimique est déterminée. Selon la perm-sélectivité aux ions et à l’eau de la membrane PEM, différentes espèces tels que le proton, l’anion et l’eau libre ont été identifiées pour les structures bicouches.

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Trachli, Bouchra. "Étude sur la corrosion du cuivre en milieu NaCl 0,5M et sa protection par des inhibiteurs organiques et des films polymères obtenus par électropolymérisation." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066484.

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Oularbi, Larbi. "Étude de nanocomposites polypyrrole/nanoparticule de carbone par impédance électrochimique et ac-électrogravimétrie : application aux capteurs électrochimiques." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS110.

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Abstract:

L’avènement des nanotechnologies constitue une révolution scientifique majeure du XXIe siècle. Elles impliquent la manipulation et la caractérisation de la matière à l’échelle nanométrique afin de concevoir de nouveaux nanocomposites de hautes performances. L’application des nanotechnologies dans différents domaines a permis de développer et de proposer des solutions prometteuses, efficaces et souvent inattendues. En particulier dans le domaine des capteurs, les nanomatériaux ont ouvert de nouvelles pistes de recherches permettant le développement de dispositifs miniaturisés, peu coûteux et très efficaces. L'objectif de ce travail est d'étudier de nouveaux nanocomposites à base de polypyrrole et de nanoparticules de carbone et leurs applications comme capteurs électrochimiques de polluants métalliques. Plusieurs approches simples ont été appliquées pour combiner les propriétés uniques de différents matériaux afin d’obtenir des électrodes à base de nouveaux nanocomposites de haute performance, en associant, notamment les propriétés uniques des liquides ioniques ou des films de bismuth à des films de polymère. Le comportement électrochimique et électrogravimétrique des films et les nanocomposites conçus a été étudié par différentes techniques électrochimiques dont l’impédance électrochimique, l’électrogravimétrie cyclique et l’ac-électrogravimétrie. Les transferts ioniques et les mécanismes électrochimiques qu’ont lieu à l’interface électrode modifiée/électrolyte ont été examinés pour la première fois, grâce aux mesures d'ac-électrogravimétrie, qui résultent du couplage simultané de mesures gravimétriques de la microbalance à quartz et d’impédance électrochimique. L’originalité de ce travail consiste donc en l’élaboration et la caractérisation d’électrode à base de nouveaux nanocomposites et de leurs applications comme capteurs électrochimiques peu coûteux, faciles à préparer, très sensibles, reproductibles et stables pour la détection des traces d’ions métalliques dans des échantillons environnementaux et alimentaires
The advent of nanotechnology is a major scientific revolution of the 21st-century, involving the manipulation and characterization of matter at the nanoscale to design new high performance nanocomposites. The application of nanotechnologies in different fields has made it possible to develop and propose promising, effective and often unexpected solutions. Particularly, in the field of sensors, nanotechnologies have open new fields of research allowing the development of miniaturized devices, inexpensive, highly efficient sensors. The objective of this work is to study new nanocomposites based on polypyrrole and nanoparticles of carbon as well as their applications as electrochemical sensors. Simple approaches have been used to combine the unique properties of different materials to obtain new high-performance nanocomposite electrodes, by combining, in particular, the unique properties of ionic liquids or bismuth films with polymer films. The electrochemical and electrogravimetric behavior of polypyrrole films and their nanocomposites has been studied by various electrochemical techniques including electrochemical impedance, cyclic electrogravimetry and ac-electrogravimetry. Ion transfers and electrochemical mechanisms at modified electrode/electrolyte interfaces have been reported, for the first time, using ac-electrogravimetric measurements, consisting in coupling simultaneously the gravimetric measurements of the quartz microbalance with those of the electrochemical impedance. The originality of this work consists in the elaboration and the characterization of electrodes modified with new nanocomposite films as well as their applications as electrochemical sensors for detection of traces of metallic ions in environmental and food samples

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Santos, Leandro Colevati dos. "Desenvolvimento de equipamento de teste de estruturas miniaturizadas: testes em estrutura útil na eliminação de partículas." Universidade de São Paulo, 2006. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-13032007-095252/.

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Abstract:

Amostras com pequenos volumes e matrizes complexas, como sistemas biológicos, necessitam de preparação criteriosa. Muitas dessas amostras são melhor analizadas em estruturas miniaturizadas devido à necessidade de detectar células e microorganismos em diferentes matrizes. Por essa razão, equipamentos capazes de detectar e destruir microorganismos e estruturas para prévia retenção desses se faz necessários na vida moderna. Chicanas, constrições usadas para reduzir velocidade de fluxo, que podem ser utilizadas para reter compostos, são estruturas macroscópicas para remover resíduos de lagos, fazendas e etc. e chicanas miniaturizadas foram usadas para a adsorção de compostos orgânicos do ar e da água. Assim, esse trabalho tem dois diferentes objetivos: 1) Produção de um equipamento de baixo custo, para teste de partículas ou eliminação de microorganismos e 2) O desenvolvimento de estruturas miniaturizadas para retenção e/ou seleção de partículas e substâncias viscosas de um fluido líquido. A metodologia utilizada foi: 1) Dois software foram escolhidos para esse trabalho. O LabVIEW® 7.0 foi utilizado como plataforma para o desenvolvimento do software do equipamento e o FemLAB® 3.1 para a simulação de estruturas. O equipamento produzido usou Microbalança de Quartzo como detector e um sistema de admissão baseado em uma bomba e tubos. 2) O desenho da estrutura foi otimizado por simulação do comportamento do fluxo. A estrutura otimizada foi feita desmontável, e usinada em polimetilmetacrilato ? acrílico, com ferramentas convencionais. Acrílico foi usado devido à sua transparência óptica, que permite testes com microsocpia óptica. As simulações consideraram N2 e Água como fluidos gasoso e líquido, respectivamente. Avaliou-se o comportamento das partículas (50?m and 13?m) em fluxo gasoso e polidimetilsiloxano (silicone, com viscosidade de 350 cSt) e partículas em fluxo líquido. As estruturas foram caracterizadas quanto à adsorção e retenção de partículas usando equipamento desenvolvido e por microscopia óptica. As estruturas foram, também, continuamente fotografadas durante a execução do experimento e fotos foram utilizadas para determinar o comportamento do fluxo. Os reagentes foram injetados na estrutura em pequenos pulsos. O equipamento mostrou boa performance para detecção de adsorção em fluxo líquido e reprodutibilidade no monitoramento do aquecimento de estruturas. As chicanas mostraram boa capacidade de reter partículas grandes (50?m), mas não pequenas (13?m), tanto para fluxos gasosos como líquidos. Contudo, a estrutura tem pequena capacidade de carga para fluidos líquidos (? 1mg); além disso, a retenção de amostras de silicone na estrutura, utilizando fluido líquido, ocorreu devido à diferença de velocidade entre os fluidos. A simulação e os resultados experimentais apresentam boa correlação. Assim, a chicana mostrou a possibilidade de, seletivamente, separar partículas em fluxos gasosos e líquidos ou reter substâncias viscosas em fluxo líquido. Esses resultados apontam para diversas aplicações, como por exemplo, pré-tratamento para análises biológicas e retenção ou eliminação de microorganismos.
Samples with small volume and complex matrix, such as biological systems, require careful preparation. Many of these samples are better analyzed in miniaturized structures owing to the need of detect cells and microorganisms in different arrays. Therefore equipment able to detect and destroy microorganisms and structures to previously retain them are require in the modern life. Chicanes, i.e. constrictions used to reduce flow velocity, can be useful to retain compounds, are macroscopic devices to remove waste removal from lakes, farms, etc. and miniaturized chicane was used to adsorption of organic compounds from air and water. Thus, this work has two different targets: 1) Production of a low-cost equipment useful for tests of particle or microorganisms elimination and 2) The development of miniaturized structures useful for retention and/or selection of particles and viscous substances from a liquid flow. The methodology used was: 1) Two software were chosen to this work. The LabVIEW® 7.0 was used for development of equipment software and FemLAB® 3.1 for structures simulation. The equipment production used Quartz Crystal Microbalance as detector and an admission system based on simple pumps and plumbing. 2) The design of the structure design was optimized using flow simulation. The optimized design was manufactured in poly(methyl methacrylate) -acrylic, with conventional tools. Acrylic was used due to the optical transparency that allows photographic tests and the structures can be easily disassembled. The simulations considered nitrogen and water for gaseous and liquid flow, respectively. It was evaluated the behavior of particles (50?m and 13?m) on gaseous flow and polydimethylsiloxane (silicone, viscosity of 350 cSt) and particles on liquid flow. The structures were characterized using equipment produced to measure adsorption and optical microscopy to evaluate particle retention. The structures were also continuously photographed during the experiments and the photos were analyzed to determine flow behavior. The reactants were inserted in the structure in small pulses. The equipment shows good performance for detection of adsorption in liquid flows and reproducibility on monitoring heated structures. Chicanes showed good ability to retain big particles (50 ?m) but not small ones (13 ?m) for both liquid and gaseous flow. However, the structure has small load capacity for liquids (? 1 mg). Moreover, the retention of silicone samples in the structure on liquid flow occurs due to the difference in the fluid velocity. The simulation and experimental results are in good agreement and also chicane structure shows the possibility of selectively separate particles from gaseous and liquid flow or retain viscous substances from a liquid flow. These results point out to several applications, such as sample pretreatment for biological analysis and microorganism retention or elimination.

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Buzhynskyy, Nikolay. "Etude de la formation d'assemblages protéo-lipidiques sur supports solides, par microscopie à force atomique et microbalance à cristal de quartz avec mesure de dissipation." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13187.

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Abstract:

La formation d'assemblages moléculaires protéolipidiques sur supports solides a été étudié en combinant la microscopie à force atomique et la méthode de la microbalance à cristal de quartz avec mesure de dissipation. Les modes d'interaction de l'annexine A6 et d'un extrait protéique de Clostridium difficile, avec des bicouches lipidiques supportées (BLS) ont été révélés. L'influence du degré de couverture protéique sur la formation de BLS a été étudiée au niveau de protéoliposomes artificiels et de membranes natives isolées du tissu électrique de Torpedo marmorata. Ces études permettent de proposer unmodèle de la rupture des protéoliposomes et de la formation de BLS. Les résultats obtenus présentent un intérêt direct dans le contexte d'applications biotechnologiques.

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Le, Huu Quynh Anh. "Immunocapteur électrochimique à base de polypyrrole associé à une sonde redox : élaboration et détectionEtudes des processus de transfert de charges." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112283.

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Abstract:

Dans le cadre de ma thèse, nous envisageons d'élaborer un immunocapteur permettant de détecter et mesurer en temps réel des antigènes spécifiques, sur la base d'une détection électrochimique et optique. Ces immunocapteurs sont constitués d'un polymère organique conducteur, le polypyrrole, fonctionnalisé par divers groupements sur lesquels des anticorps seront immobilisés. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à étudier différentes approches de détection électrochimique au travers de différents immunocapteurs à base de polypyrrole fonctionnalisé. La première approche consiste en l'immobilisation du fragment d'anticorps par le biais du système biotine / streptavidine. Dans ce cas, la détection de l'interaction anticorps - antigène est suivie directement à partir du signal électrochimique du polypyrrole. Dans la deuxième approche, la détection est basée sur l'utilisation des signaux électrochimiques des sondes redox viologènes ou ferrocènes, immobilisées toujours sur le film de polypyrrole par le système biotine/streptavidine. Nous espérons de cette manière amplifier la réponse électrochimique du polypyrrole et améliorer les propriétés de détection du premier biocapteur. Enfin, le biocapteur, développé dans la troisième approche, est élaboré pour un greffage covalent du fragment d'anticorps sur le polypyrrole fonctionnalisé par un ferrocène. Cette stratégie permettra une amplification de la réponse électrochimique via la réponse d'un polymère organique redox, le polypyrrole couplé covalemment au ferrocène. Dans un deuxième temps, les propriétés de transfert de charges dans le processus électrochimique du film polymère conducteur redox sont étudiées par la technique ac-électrogravimétrie. Nous avons cherché à identifier les espèces qui entrent en jeu au cours des différents processus électrochimiques d'un polymère homogène polypyrrole et d'un copolymère mixte. Les mêmes études effectuées par ac-électrogravimétrie pour caractériser les processus de transfert de charges sont présentées pour chacune des étapes de construction du biocapteur et lors de la réaction de reconnaissance biologique anticorps-antigène
An electrochemical label-free immunosensor for detecting end measuring in real-time specific antigens was studied. These immunosensor based on conducting polymer, polypyrrole, functionalized by various group are used for the immobilization of an antibody. Ln the first stage, different approaches to electrochemical detection through various immunosensors based on functionalized polypyrrole have been developed. The first approach involves the immobilization of a biotinylated antibody on an electropolymerized copolymer film of polypyrrole using biotin/streptavidin system. The response of the biosensor toward antigen detection was monitored directly by the electrochemical signal of the polypyrrole. Ln the second approach, detection is based on the electrochemical signal of redox probes, ferrocene or viologen, immobilized on the polypyrrole film with the biotin/streptavidin system. The electrochemical response of polypyrrole was amplified by the redox probes signaIs, and the sensitivity of the detection was enhanced. Ln last approach, a combined polypyrrole and redox probe, ferrocenyl group, acting as an electrochemical immunosensor have been developed. Ln the second stage, the properties of ionic transfert during a redox reaction of conducting polymers have been characterized by coupling of electrochemical and gravimetric techniques. The nature and concentration of species transfers, ions and solvent, involved in the electrochemical process were determinated in different electroactive polymers: a polypyrrole film and a combined polypyrrole and a redox probe, ferrocene. The same studies performed by ac-electrogravimetry technique to characterize the kinetics of the redox process are applied for each step in the biosensor's construction and the detection of specific antigen

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Pesquero, Naira Canevarolo [UNESP]. "Estudo da equivalência entre a lectina artin M obtida a partir da semente da jaca e a sua forma recombinante na afinidade por glicanas." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2010. http://hdl.handle.net/11449/87992.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-25Bitstream added on 2014-06-13T20:29:48Z : No. of bitstreams: 1 pesquero_nc_me_araiq.pdf: 1328191 bytes, checksum: b43c0dd0e4c51db5570dd9acd342760e (MD5)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
No presente trabalho foi avaliada a equivalência entre as formas nativa e recombinante da lectina Artin M utilizando como ligante a peroxidase de raiz forte (HRP) por meio da técnica de microbalança a cristal de quartzo. Para tal foi preparado um biossensor por meio da imobilização da lectina, tanto nativa como recombinante, na superfície do cristal de quartzo piezelétrico. A imobilização das lectinas foi realizada por meio da construção de uma monocamada auto organizada utilizando dois alcanotióis, ácido 11-mercaptoundecanóico e o 2-mercaptoetanol. Para o acoplamento das proteínas foram utilizados N-etil-N- (dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) e N-hidoxisuccinimida (NHS) que formam com os grupamentos carboxílicos um intermediário reativo. Após a preparação do biossensor foi utilizado um sistema de injeção em fluxo acoplado à microbalança de cristal a quartzo para o estudo da interação lectina-glicoconjugado. Desta forma, as interações da Artin M nativa e recombinante com a glicoproteína peroxidase de raiz forte foram estudadas por meio da determinação das suas constantes de afinidade aparente e de associação cinética, sendo que foram encontrados os valores de constante de afinidade aparente (4,6 ± 0,9) x 103 e (2,6 ± 0,5) x 103 L mol -1 para as interações jArtinM-HRP e rArtinM-HRP, e os valores de constante cinética (7 ± 3) x 103 e (7 ± 2) x 103 L mol -1 para as interações jArtinM-HRP e rArtinM-HRP. Os valores das constantes de interação obtidos evidenciaram a equivalência entre ambas as formas da lectina Artin M. Neste trabalho também foi determinada a constante de associação cinética da interação entre a lectina Artin M recombinante e linhagens celulares de leucemia mielóide aguda humana (NB4, K562 e U937), no intuito de melhor entender a diferença na citotoxicidade observada da Artin M sobre estas células...
In the present work was evaluated the equivalence between the native and recombinant forms of Artin M using horseradish peroxidase as ligand by means the quartz crystal microbalance technique. In this way, a biosensor was prepared immobilizing the lectin, native and recombinant forms, on piezoelectric quartz crystal surface. Lectins immobilization was realized constructing self assembled monolayers using the alkanethiols 11-mercaptoundecanoic acid and 2-mercaptoethanol. To the binding of proteins was used N-ethyl-N-(dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS), which form with carboxylic groups a reactive intermediary. After biosensor preparation was utilized a flow injection system coupled to quartz crystal microbalance to study the lectin-glycoconjugated interaction. Thus the native Artin M and recombinant Artin M interaction with horseradish peroxidase glycoprotein were studied by determining its apparent affinity constant and association kinetic constants. The values obtained to apparent affinity constant were (4,6 ± 0,9) x 103 e (2,6 ± 0,5) x 103 L mol -1 to jArtinM-HRP e rArtinM-HRP interactions, and the values obtained to association kinetic constant were (7 ± 3) x 103 e (7 ± 2) x 103 L mol -1 to jArtinM-HRP e rArtinM-HRP interactions. These constant values evidence the equivalence between native and recombinant forms of Artin M lectin. During this work were also determined the association kinetic constant of the interaction between recombinant Artin M and leukemic lineages from human acute myeloid leukemia (NB4, K562 and U937), with the purpose of a better understanding in the different cytotoxic effect of Artin M on these cells. In this way the values of association kinetic constant obtained was (0,3 ± 0,1) x 10-7 , (0,9 ± 0,1) x 10-7 e (2,7 ± 0,3) x 10-7 mL cel -1 to the interactions between Artin M and NB4, K562 and U937, respectively

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Gomes, Wyllerson Evaristo 1983. "Estudo da interface sólido/líquido aplicando a microbalança de cristal de quartzo com eletrodos funcionalizados." [s.n.], 2015. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/276941.

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Abstract:

Orientador: David Mendez Soares
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-08-28T00:49:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_WyllersonEvaristo1983-_D.pdf: 5303870 bytes, checksum: ba3a86db4d3713f9b80b91fba5545795 (MD5) Previous issue date: 2015
Resumo: Neste trabalho, pesquisamos o uso de filmes autoorganizados sobre o eletrodo de ouro da microbalança de cristal de quartzo eletroquímica, EQCM. Focamos a pesquisa na interação física da superfície sólida funcionalizada com o meio líquido. Desenvolvemos uma metodologia para compreender a dinâmica de variação dos parâmetros medidos, pela EQCM durante um experimento (perturbação) em meio líquido. Introduzimos a representação bidimensional da variação da freqüência de ressonância e da resistência de ressonância do cristal de quartzo da EQCM, ?f e ?R respectivamente, durante uma perturbação, usando o tempo como parâmetro. A metodologia foi utilizada para soluções aquosas de sais, álcool, líquidos apolares como ciclohexano, n-hexano, soluções de sacarose. Mostramos que líquidos reais apresentam viscoelasticidade. Também testamos a perturbação causada pela aplicação de campo elétrico nas interfaces sólido/soluções iônicas em condições em que o eletrodo é polarizável. Mostramos a possibilidade de formação de nanoestruturas gasosas, nanobolhas. Estendemos a pesquisa para a superfície do ouro funcionalizado com filmes de tiol, S-layers (proteínas de membrana de bactéria), e adsorção de lipossomos zwiteriônicos. A interface sólido/líquido também foi estudada relativamente às características hidrofóbicas da funcionalidade devido à sua microestrutura superficial (superfície superhidrofóbica). Usamos as técnicas de microscopia de força atômica, AFM, e de Raman confocal, paralelamente às nossas pesquisas com a EQCM. Para complementar o estudo de campos elétricos aplicados a interfaces, estudamos também os efeitos macroscópicos da aplicação desses campos a líquidos dielétricos como a água. Pesquisamos o fenômeno da ponte líquida usando líquidos dielétricos isolantes apróticos
Abstract: In this work, we have studied the use of self-assembling films onto gold electrode of the electrochemical quartz crystal microbalance, EQCM. The main objective is to understand the physical interaction of the functionalized solid surface with the liquid medium. We have developed a methodology to understand the dynamics of variation of the parameters measured by the EQCM in liquid medium. We also have introduced the two-dimensional representation of the variation of resonance frequency and resonance resistance of the quartz crystal of the EQCM, ?f and ?R respectively. The measurements were taken during a perturbation, using time as parameter. The methodology was used for aqueous salt solutions, alcohol, nonpolar liquids such as cyclohexane, n-hexane and sucrose solutions. We showed that real liquids exhibit viscoelasticity. We also tested the perturbation caused by the application of electric field at solid interfaces/ionic solutions, under conditions in which the electrode is polarizable. We showed the possibility of formation of gaseous nanostructures, nanobubbles. We extended the study to gold electrode thiol-functionalized surfaces, gold surfaces covered by S-layers films (membrane proteins of bacteria), and then adsorption of zwitterionic liposomes. The solid/liquid interface was also studied in relation to hydrophobic functionality due to its surface microstructure (superhydrophobic surface). We use the atomic force microscopy, AFM, and confocal Raman techniques, parallel to our research with EQCM. In addition to the study of electric fields applied to interfaces, we also studied the macroscopic effects of the application of these fields to the dielectric liquids like water. We researched the phenomenon of liquid bridge using insulating dielectric aprotic liquids
Doutorado
Física
Doutor em Ciências
2010/140031-3
CNPQ

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Damos, Flavio Santos. "Aplicação da ressonancia de plasmon de superficie e da microbalança de cristal de quartzo na investigação de processos interfaciais visando o desenvolvimento de sensores." [s.n.], 2006. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/248396.

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Abstract:

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica
Made available in DSpace on 2018-08-07T10:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Damos_FlavioSantos_D.pdf: 8044516 bytes, checksum: a3443f4130ad6150c52dfa20c571bb04 (MD5) Previous issue date: 2006
Resumo: O presente trabalho descreve as aplicações da ressonância de plásmon de superfície (surface plasmon resonance-SPR) e da microbalança de cristal de quartzo (quartz crystal microbalance-QCM) na investigação de processos interfaciais, visando o melhor entendimento e aplicação dos sistemas investigados bem como o estabelecimento das aplicações da técnica SPR aliada à eletroquímica. Neste sentido são apresentadas investigações do comportamento óptico-eletroquímico da molécula de azul de metileno (sistema 1), polímeros condutores (sistema 2) e monocamadas auto-organizadas (sistema 3). A escolha de tais sistemas, embora distintos, tem a finalidade de exploração ampla da técnica SPR na investigação de processos superficiais e interfaciais. O uso da técnica SPR na investigação do sistema 1 mostra a sua aplicabilidade no monitoramento do intumescimento de filmes em dimensões nanométricas e a investigação de processos adsortivos e difusionais com elevada sensibilidade. Assim sendo, a técnica SPR foi aplicada na investigação de processos de formação de filmes finos de polímeros condutores, bem como os processos de dopagem destes filmes. Neste sentido, foi investigada a eletropolimerização do pirrol e da polianilina bem como o efeito de dopantes aniônicos sobre as propriedades ópticas e eletroquímicas destes materiais. As medidas ópticas obtidas foram correlacionadas aos processos de dopagem e desdopagem dos filmes confeccionados mediante um estudo comparativo destes processos por QCM tendo em vista a consolidação da mesma na investigação de tais processos. Por fim, com o propósito de explorar a sensibilidade da técnica SPR a sistemas de dimensões sub-nanométricas, foram investigadas monocamadas auto-organizadas de ácido 11-mercapto-undecanóico e mono(6-deoxi-6-mercapto)-b-ciclodextrina. Neste sentido, foram determinadas a espessura e a constante dielétrica destes filmes, assim como a cinética de adsorção destes empregando um modelo de adsorção fundamentado na adsorção, desorção e re-arranjo molecular
Abstract: The present work describes the applications of surface plasmon resonance (SPR) and quartz crystal microbalance (QCM) in the investigation of interface processes in the attempt to improve the understanding and application of the investigated systems as well as the establishment of the applications of the SPR allied with electrochemical techniques. In this sense, are presented the investigation of the electrochemical behavior of the methylene blue molecule (system 1), conducting polymers (system 2) and self-assembled monolayers (system 3). The selection of these systems, although distinct, has a focus on the exploration of the SPR technique in the investigation of surface and interface processes. The use of SPR technique in the investigation of the system 1 shows its applicability in the monitoring of swelling of films in nanometric size as well as the investigation of adsorptive and diffusional processes with high sensitivity. Thus, SPR was applied in the investigation of construction of thin conducting polymer films as well as its doping processes. In this sense, were investigated pyrrole and aniline electropolymerization as well as the effects of anionic dopants on its optical and electrochemical properties. The optical measurements were correlated with the doping and dedoping processes of the films by means of a comparative study of these processes by QCM due to the better establishment of this technique in the investigation of these processes. Finally, with the purpose of explore the sensitivity of the SPR technique in sub-nanometric size systems, the SPR technique was applied in the investigation of selfassembled monolayers of 11-mercapto-undecanoic acid and mono(6-deoxy-6-mercapto)-b- cyclodextrin. In this sense, were determined the thickness and dielectric constant of these films as well as the adsorption kinetic by using a kinetic model based on adsorption, desorption and re-arrangement of molecules
Doutorado
Físico-Química
Mestre em Química

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Richter, Ralf P. "Formation de membranes lipidiques sur support solide et assemblage bidimensionnel de protéines : une étude par microscopie à force atomique et microbalance à cristal de quartz avec mesure de dissipation." Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12867.

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Abstract:

Les membranes lipidiques déposées sur support solide sont couramment utilisées comme modèle de membranes cellulaires et présentent des applications potentielles dans le domaine des biotechnologies. Ce travail de thèse a permis de caractériser, en détail, les processus de dépôt de liposomes et la formation des bicouches lipidiques supportées (SLBs) sur support de mica et de silice. L'influence de la charge des lipides et le rôle des ions Ca2+ dans la formation des SLBs sont été caractérisés. De plus nous avons réalisé une étude de la liaison spécifique et de l'autoassemblage de la protéine annexine A5 sur les SLBs. Les deux principales techniques de caractérisation utilisées pour cette étude sont la microscopie à force atomique (AFM) et la microbalance à cristal de quartz avec mesure de dissipation (QCM-D). Les obstacles techniques majeurs associés à l'imagerie par AFM des assemblages lipidiques ont été résolus. L'utilisation en parallèle des techniques QCM-D et AFM sur support de mica a été mise au point. La complémentarité de ces deux techniques a permis de caractériser la cinétique et de visualiser les structures intermédiaires formées lors des processus d'auto-organisation bidimensionnelle des lipides et des protéines

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Ho, Thu Huong. "Etude de matériaux conducteurs par couplages de mesures d'impédance électrochimique, de gravimétrie et d'angle de contact." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00831308.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d'étudier le comportement de polymères conducteurs en couplant des mesures simultanées et in situ d'angle de contact et de différents outils d'analyses électrochimiques (impédance électrochimique, électrogravimétrie cyclique et ac-électrogravimétrie). L'originalité de ce travail est de mettre en place un dispositif qui permet d'effectuer des mesures électrochimiques dans un volume variant de 1,5 à 3 µL. Nous avons pris comme polymère conducteur modèle le polypyrrole, électrogénéré à partir de différents monomères substitués que nous avons synthétisés. La mouillabilité de la surface des films de polymères formés est influencée, non seulement, par la nature du monomère mais aussi par les dopants présents en solution lors de la formation du film. Selon la nature du film de polymère conducteur formé, grâce aux mesures d'ac-électrogravimétrie, nous avons pu identifier les mécanismes d'échanges des diverses espèces (chargées ou non) au cours de la polarisation et les corréler aux variations de mouillabilité mesurées simultanément

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Gomes, Wyllerson Evaristo 1983. "Auto-organização de anfifílicos sobre substratos sólidos imersos." [s.n.], 2010. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/277655.

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Abstract:

Orientador: David Mendez Soares
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-08-15T00:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_WyllersonEvaristo1983-_M.pdf: 20027750 bytes, checksum: ac9756c2723f3eb80a562d792355af61 (MD5) Previous issue date: 2010
Resumo: As propriedades dinâmicas e estruturais de filmes de surfatantes adsorvidos em superfícies são de interesse fundamental e aplicado. Investigamos a formação de estruturas auto-organizadas de surfatantes sobre superfícies de substrato sólido de ouro. Estudamos sua dinâmica de formação e estabilidade. As estruturas foram feitas em ambiente aquoso, sob condições físico-químicas controladas. Tais estruturas são potenciais candidatas a modelos in vitro de membrana biológica (sistema biomimético)
Abstract: The structural and dynamical properties of surfactant films are both of fundamental and applied interest. To understand the formation mechanism of these structures we have studied the formation of surfactant self-assembled aggregates on gold surfaces. Their dynamic and stability were investigated. All experiments were performed in aqueous media, under specific physical and chemical conditions. These structures are potential candidates of in vitro models for biological membranes (bio-mimetic systems)
Mestrado
Físico-Química
Mestre em Física

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Cabral, Murilo Feitosa. "Estudos voltamétricos e microgravimétricos da deposição em subtensão de cádmio e chumbo sobre filmes finos de selênio." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-05122008-164205/.

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Abstract:

A deposição em regime de subtensão (DRS) de cádmio e chumbo foi estudada sobre ouro e filmes de selênio em meio ácido. Os estudos foram realizados utilizando a voltametria cíclica (VC) e a microbalança eletroquímica de cristal de quartzo (MECQ). Foi observado que o cádmio e o chumbo se depositam de formas diferentes sobre ouro e sobre os filmes de selênio. O cádmio quando depositado sobre o eletrodo de ouro ocupa um átomo de ouro por ad-átomo, fornecendo uma carga associada à formação da monocamada adsorvida de aproximadamente 42 µC cm-2, que corresponde a um recobrimento de 0,15 monocamadas. Os resultados com a MECQ mostraram que a deposição em regime de subtensão do Cd ocorre com uma forte presença da adsorção de ânions perclorato e bissulfato. A DRS de cádmio sobre os filmes de selênio ocorre de maneira semelhante a que foi observada sobre o eletrodo de ouro, porém a carga total da monocamada adsorvida foi de 195,7 µC cm-2, que é um pouco maior do que a carga total para a formação de uma monocamada de selênio sobre ouro. Além disso, foi observado que o cádmio difunde no filme de selênio, e que a co-adsorção de ânions e água durante a formação da monocamada de cádmio foi negligenciável. O ad-átomo de chumbo ocupa dois átomos de ouro e a carga de formação da monocamada é atribuída a contribuições de dois picos relacionados com a DRS. O recobrimento máximo chega a 0,3 monocamadas de chumbo sobre ouro, com a deposição do tipo loosely packed. O processo de DRS sobre os filmes de selênio ocorre com a formação de um único pico. A formação do segundo pico sofre interferência da formação de H2Se que ocorre na superfície do filme de selênio e modifica o tipo de empacotamento dos ad-átomos de chumbo sobre o substrato eletródico. O recobrimento obtido com a DRS foi de 0,7 monocamadas de chumbo sobre selênio. A co-adsorção de ânions e água foi constante, tanto em estudos sobre o eletrodo de ouro, como sobre os filmes de selênio. O estudo das propriedades dos filmes de selênio modificados por ad-átomos de cádmio e chumbo foi efetuado por medidas de cronoamperometria para altos tempos de polarização. Foi observado que o cádmio difunde para a fase do filme de selênio, em função do seu alto coeficiente de difusão no estado sólido, formando o composto CdSe. Por outro lado, este processo de difusão não foi observado para o chumbo, não havendo evidências de formação do composto PbSe. A combinação da voltametria cíclica com a microbalança eletroquímica de cristal de quartzo possibilitou acompanhar as mudanças nos mecanismos de formação de monocamadas de cádmio e chumbo em potenciais de subtensão, assim como a inibição da formação do H2Se. Este último efeito foi marcante na DRS de chumbo, onde foi alterada a forma de empacotamento do ad-átomo na superfície.
Cd and Pb underpotential deposition (UPD) on gold electrode and selenium thin film, from acid media, were studied using cyclic voltammetry (CV) and electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM). Different form of deposition for cadmium and lead were observed on gold electrode and selenium thin film. The presence of one peak in the positive sweep with a total charge density value between 42 60 µC cm-2 was observed from the results obtained for Cd upd on Au. This result is attributed to a covering of 0.15 0.20 Cd monolayer on gold electrode with the occupation of one active site by each Cd ad-atom. EQCM results suggest a large increase in mass upon Cd upd, which appears to result from co-adsorbed perchlorate and bisulfate anions. The upd of cadmium on the selenium films were similar to the observed on the gold electrode; however with a higher associated charge of 196 µC cm-2. Moreover, the cadmium upd process on selenium is accompanied by the diffusion of cadmium into the bulk of Selenium films. Also, the co-adsorption of anions and water during cadmium deposition on Selenium films were negligenceable. The UPD process of Pb ad-atoms on gold electrodes occurs with the occupation of two gold atoms for ad-atom ones. Two electrochemical processes are observed and the charge values were conferred a low covering the 0.3 monolayer, with a wrapping up of the type loosely packed. The co-adsorption of perchlorate anions and water were observed during UPD process. The UPD process of Pb ad-atoms on the selenium films is complex, and the formation of H2Se modifies the type of wrapping up of lead ad-atoms on the electrode surface. In this case, that the gotten covering were 0.7 monolayer of lead on selenium, were observed the co-adsorption of anions and water in this UPD process. During the studies carried through for cronoamperometry in high times of polarization (UPD potentials) on the Se films were observed that the cadmium spreads out for the phase of the selenium film. This phenomenon occurs due to the high coefficient of diffusion in the solid state of the Cd, allowing the formation of the CdSe. On the other hand, this process of diffusion was not so evident for the lead, that presents a low coefficient of diffusion in the solid state, and thus, do not support the formation of PbSe. The UPD studies by cyclic voltammetry combined with electrochemical quartz crystal microbalance measurements allowed to observe the changes in the monolayers formation mechanisms of cadmium and lead, as well as the inhibition of H2Se formation. This effect was found in the lead UPD, where was modified the form of packing up of the adatom in the surface.

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PAGES, Hubert. "Optimisation des propriétés électro-optiques de polymères conducteurs pour des dispositifs électrochromes flexibles à signature infrarouge contrôlable." Phd thesis, Université François Rabelais - Tours, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010208.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est de réaliser des dispositifs électrochromes flexibles à signature infrarouge contrôlable dont les propriétés électro-optiques sont conférées par un polymère conducteur. En effet, l'application d'une différence de potentiel entre deux électrodes, dont l'une est le polymère conducteur, doit permettre de moduler la signature infrarouge du dispositif en bande II (3-5 µm) et III (8-12 µm), par modifications réversibles des propriétés optiques du polymère conducteur.

La couche mince de polymère conducteur est électrochimiquement déposée sur une membrane microporeuse dorée, réflectrice vis à vis du rayonnement incident. Le polymère conducteur passant d'un état optique transparent à absorbant lors du processus électrochimique de dopage-dédopage engendre alors le contraste. Deux polymères conducteurs ont été étudiés : la polydiphénylamine et le poly(3,4-éthylènedioxythiophène).

Le cyclage électrochimique des couches minces de polymères conducteurs met en évidence des effets de gonflement réversibles qui dépendent principalement de la nature du dopant et de l'électrolyte de cyclage. L'analyse de l'impédance d'une microbalance à quartz électrochimique, sur lequel est déposé le polymère, a permis de suivre in situ les changements de masse et de morphologie du film pendant les cycles d'oxydoréduction. Les insertions et les désinsertions des différentes espèces chimiques (ions et molécules de solvant) lors des processus redox ont ainsi pu être quantifiées. L'influence de la nature du dopant, l'effet de la nature de l'électrolyte de cyclage, ainsi que le type de signal électrique appliqué (triangulaire ou carré) ont été étudiés.

Des dispositifs électrochromes flexibles à base de membranes poreuses et de polymères conducteurs ont été assemblés. Nous avons pu alors montrer que le contraste réversible obtenu dans le moyen infrarouge était lié aux mouvements d'insertion et de désinsertion des espèces chimiques mis en évidence à l'aide de la microbalance à quartz.

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Trépout, Sylvain Lambert Olivier. "Etude de l'assemblage du système d'efflux membranaire MexAB-OprM impliqué dans la résistance aux antibiotiques chez Pseudomonas aeruginosa caractérisation combinée par Microbalance à cristal de quartz avec mesure de dissipation et cryo-tomographie électronique /." S. l. : Bordeaux 1, 2008. http://ori-oai.u-bordeaux1.fr/pdf/2008/TREPOUT_SYLVAIN_2008.pdf.

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Trépout, Sylvain. "Etude de l'assemblage du système d'efflux membranaire MexAB-OprM impliqué dans la résistance aux antibiotiques chez Pseudomonas aeruginosa : caractérisation combinée par Microbalance à cristal de quartz avec mesure de dissipation et cryo-tomographie électronique." Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13710/document.

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Abstract:

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie Gram-négative qui présente une grande résistance aux antibiotiques, lui permettant de sévir dans le milieu hospitalier en infectant plus particulièrement les patients immunodéprimés. Cette résistance est principalement due au système d’efflux membranaire MexAB-OprM, capable d’exporter les antibiotiques en dehors de la cellule. Cette pompe à efflux est composée de trois protéines, MexA, MexB et OprM, incorporées dans les membranes internes et externes de la paroi bactérienne. Les structures de MexA, OprM et AcrB -une protéine présente chez E. coli, homologue de MexB- ont été déterminées individuellement par cristallographie des rayons X. Cependant, la structure du complexe entier, regroupant les trois protéines en interaction, ainsi que le mécanisme de cette pompe font toujours défaut. Le renforcement de nos connaissances structurales et fonctionnelles est donc capital pour lutter plus efficacement contre ces bactéries, par de nouvelles stratégies médicamenteuses. Ce travail porte sur l’étude de la structure et de la stœchiométrie de l’assemblage des protéines OprM et MexA au sein d’une membrane lipidique. La caractérisation du complexe OprM/MexA a été réalisée à l’aide de nouvelles techniques de caractérisation physico-chimique des surfaces, telle que la Microbalance à Cristal de Quartz avec Mesure de Dissipation (QCM-D), et par des méthodes d’imagerie, telles que la Cryo-Microscopie Electronique en Transmission (CryoMET) et la Cryo-Tomographie Electronique (CryoTE). En QCM-D, les mesures d’interaction entre OprM et MexA ont été réalisées sur support solide en contrôlant l’orientation d’OprM placée dans un environnement lipidique. Après ajout de la protéine MexA, la formation de complexes OprM/MexA a été mise évidence. Pour comprendre l’organisation de ce complexe, nous avons procédé à une étude comparative de l’organisation des protéines OprM, MexA et du complexe OprM/MexA incorporés dans une membrane lipidique, par CryoMET. Trois types d’organisation, respectivement spécifiques d’OprM, de MexA et du complexe OprM/MexA, ont été mis en évidence. Une analyse structurale de ces trois différents assemblages, pris en sandwich entre deux membranes lipidiques, a été menée par CryoTE. La reconstitution de la protéine OprM conduit à la formation de protéoliposomes, dû à des interactions intervenant entre les protéines OprM au niveau de leurs hélices périplasmiques. La protéine MexA s’organise sous forme d’une structure annulaire de 13 nm de hauteur au sein des membranes lipidiques, et d’une structure plus complexe de 26 nm de hauteur, résultant de l’empilement tête-bêche de deux structures annulaires de 13 nm. Ce travail révèle les dimensions exactes de l’assemblage formé par MexA, et permet de localiser à proximité des membranes les domaines non résolus dans la structure cristallographique. La reconstitution du complexe OprM/MexA révèle une disposition régulière des deux protéines dans les membranes lipidiques. Au sein des complexes, les protéines OprM sont présentes sous forme de trimères. Dans la membrane opposée, à l’aplomb d’une molécule d’OprM, MexA ne forme pas une structure annulaire similaire à celle décrite précédemment, indiquant un état d’oligomérisation différent de celui observé dans les assemblages MexA. Les densités de MexA sont compatibles avec la présence de quelques molécules de MexA. Cependant des structures annulaires de MexA, positionnées à l’aplomb de trois trimères d’OprM sont visibles. Notre étude montre que MexA adopte des structures oligomériques spécifiques en fonction de ses interactions avec les membranes lipidiques ou avec son partenaire OprM
The structure determination of membrane protein in lipid environment can be carried out using cryo electron microscopy combined with the recent development of data collection and image processing. We describe a protocol to study assemblies or stacks of membrane protein reconstitued into a lipid membrane using both cryo electron tomography and single particle analysis which is an alternative approach to electron crystallography for solving 3D structure. We show the organization of the successive layers of OprM molecules revealing the protein-protein interactions between OprM molecules of two successive lipid bilayers

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Gomide, Andreza Barbosa. "Estudo de agregados de moléculas fosfolipídicas em superfície sólida para simulação de membranas biológicas." [s.n.], 2011. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/277525.

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Abstract:

Orientador: David Mendez Soares
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-08-17T17:51:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomide_AndrezaBarbosa_D.pdf: 5782130 bytes, checksum: 73ea74eba4132f68eced1394071826de (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: Frente à complexidade estrutural e funcional das membranas biológicas, a construção de membranas modelo sobre suporte sólido surge como uma resposta para o estudo daquelas. Para acessar as propriedades estruturais e funcionais de uma membrana biológica é fundamental que a membrana modelo seja capaz de refletir a interface membrana/ambiente aquoso. Portanto, foi feito um estudo da água frente à superfície sólida e verificou-se que a água frente a superfícies pode apresentar estrutura e propriedades físicas como densidade, viscosidade, constante dielétrica, etc. diferentes da águas da massa líquida (bulk water). Também investigamos a formação de filmes de fosfolipídios sobre o eletrodo de ouro a partir de soluções de lipossomos. A microbalança de cristal de quartzo (QCM) mostrou os processos de adsorção de lipossomos à superfície do eletrodo de ouro, de ruptura e formação de filmes. Usando a técnica de filmes de Langmuir, determinamos a densidade de fosfolipídios em uma membrana modelo e comparamos com os resultados gravimétricos obtidos com a QCM. Com a técnica de miscroscopia de força atômica (AFM) usando medidas de força vs. distância, detectamos a espessura do filme de DMPC (6 nm). Além disso, mostramos que na presença de uma solução 0,5 M de H2SO4 o filme formado apresenta uma rugosidade na superfície que muda conforme o potencial aplicado ao eletrodo
Abstract: Faced with structural and functional complexity of biological membranes, the construction of model membranes on solid support appears as a response to the study of those. To access the structural and functional properties of a biological membrane, it is crucial that the membrane model is able to reflect the interface membrane/aqueous environment. Therefore, a study was made of water contacting a solid surface. It was found that water close to surfaces can have structure and physical properties (as density, viscosity, dielectric constant, etc..) different from bulk water. We also investigated the formation of phospholipid films on the gold electrode from solutions of liposomes. The quartz crystal microbalance (QCM) showed the adsorption of liposomes to the surface of gold electrode, breakdown and formation of a film. Using the technique of Langmuir we determined the density of phospholipids in a membrane model and compared with the gravimetric results obtained with the QCM. With the atomic force microscope (AFM) using the force vs. distance measurement we detected a 6 nm thick DMPC film on the electrode. Furthermore, we showed that in the presence of a 0.5 M solution of H2SO4 the film formed on the surface has a roughness that changes with the applied potential to the electrode
Doutorado
Físico-Química
Doutora em Ciências

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Watanabe, Ailton Massaiti. "Admitância/impedância eletroacústica aplicada ao estudo da formação de monocamadas automontadas e da afinidade proteínas/carboidratos." Universidade de São Paulo, 2006. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-02102007-112703/.

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Abstract:

A técnica de Microbalança de Cristal de Quartzo (QCM) tem sido utilizada para a aplicação em biossensores. Esta técnica consiste no monitoramento da freqüência de oscilação do cristal de quartzo e a variação de freqüência está relacionada com a variação de massa na superfície do cristal por meio da equação de Sauerbrey. Porém, sabe-se que há discrepância entre a massa calculada pela equação de Sauerbrey e a massa real aderida na superfície do cristal de quartzo, sendo tal discrepância causada por fatores tais como a viscoelasticidade, o que é especialmente observado para macromoléculas e sistemas biológicos. Com a técnica de Admitância Eletroacústica (AE) é possível analisar a massa real devido à análise em separado dos parâmetros que compõem o circuito equivalente do cristal de quartzo e também inferir informações sobre a estrutura das monocamadas montadas sobre a superfície do cristal de quartzo. Neste trabalho foi utilizada técnica de AE para se potencializar e detalhar o estudo da formação de monocamadas automontadas e interações entre diferentes proteínas e carboidratos. Em muitos casos verificou-se que durante a formação de determinadas monocamadas, grande parte da variação de massa estava relacionada a interações fracas e não-específicas. Também durante a formação das monocamadas de tióis de cistamina, verificou-se que a estrutura da monocamada é extremamente dependente das concentrações iniciais de cistamina utilizadas para formar a monocamada. As interações entre proteínas e carboidratos foram realizadas após formação de multicamadas nas quais as proteínas eram imobilizadas para depois estudar-se, então, sua interação com carboidratos específicos. No caso da Jacalina, um tipo de lectina, observou-se interações bastante específicas com a fetuína e interações fracas com a alfa-lactose. A atividade da enzima GumH também foi testada com sucesso utilizando a técnica de AE.
The Quartz Crystal Microbalance (QCM) has been largely used for biosensor applications. This technique consists on monitoring quartz crystal oscillation frequency. The relationship of quartz crystal frequency variation with mass deposited on the crystal surface is described by Sauerbrey´s equation. However, the relationship is not directly inferred and discrepancy exists caused mainly by viscoelasticity features of mass adsorbed on the quartz crystal surface. The viscoelastic influence is very common to be observed especially for macro-molecules and biological systems. By using Electroacoustic Admittance (EA) technique it is possible to calculate and separate the real mass deposited over the quartz crystal from other contributions. Therefore, the EA was used to infer about self-assembly monolayer structure being deposited over the quartz crystal. In this work EA technique was used to study details of self-assembled monolayer formation and specific interactions between different proteins and carbohydrate molecules. It was observed that during monolayer formation the majority of mass variation was related to non-specific interactions. For instance, regarding cystamine monolayer formation it was observed that the monolayer structure is dependent on the cystamine concentrations in the liquid medium. The study of interactions between proteins and carbohydrates was conducted by means of multilayers approach in which the proteins are immobilized previously to study the interaction between its active sites and carbohydrates. In the specific case of Jacalin, a type of lectin, it was observed a large formation of specific bonding between this protein and alpha-lactose or fetuin. The GumH enzyme activity was also tested successfully by using of EA technique.

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Lima, Marcenilda Amorim. "Uso das técnicas de microbalança de cristal de quartzo e espectroscopia fotoacústica para estudo e monitoramento do processo de fotocura de resinas odontológicas." Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2014. http://www.bdtd.uerj.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=7324.

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Abstract:

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
As resinas fotocuradas são amplamente utilizadas em odontologia. Este processo de cura é assistido pela luz visível que promove ligações químicas que as endurecem. Nesta dissertação, as resinas odontológicas fotocuradas comerciais das marcas Opallis Flow A1, A2, AO 3,5, T, Opallis DA2, Natural Flow e Ebecryl 3720-TP25 foram caracterizadas empregando as técnicas de microbalança de cristal de quartzo (QCM) e espectroscopia fotoacústica (PAS) à temperatura ambiente. A espectroscopia fotoacústica foi utilizada para avaliar a região do espectro eletromagnético responsável pela fotocura das resinas odontológicas. Desta forma, conhecendo-se o comprimento de onda da absorção da resina, possibilitou realizar o processo de fotocura. Adicionalmente, foi possível monitorar o processo de fotocura com a técnica de microbalança. A frequência de ressonância do cristal da microbalança se modifica com a fotocura das resinas estudadas. Deste modo, foi possível estimar por QCM, o tempo de cura para os comprimentos de ondas caracterizados por PAS.
Photocured resins are largely used in dentistry. The curing process is visible light assisted provoking the chemical bonds that hardens the resin. In this dissertation, commercial photocured dentistry resins of brands Opallis Flow A1, A2, AO 3,5, T, Opallis DA2, Natural Flow and Ebecryl 3720-TP25 were characterized by quartz crystal microbalance (QCM) and photoacoustic spectroscopy (PAS) at room temperature. Photoacoustic spectroscopy was used to assess the region of the electromagnetic spectrum that is responsible for curing dental resins. Thus, knowing the absorption wavelength of the resin allowed the photocuring processes. Besides, the cure was monitored using microbalance technique. The ressonance frequency of the crystal microbalance changes during the photocuring processes. In this way, it was possible to evaluate by QCM the cure time for the wavelengths characterized by PAS.

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Menezes, Matheus Manoel Teles de. "Desenvolvimento de sensores voltamétricos e piezelétricos modificados quimicamente com cucurbiturilas para análises de cocaína em amostras de interesse forense." Universidade de São Paulo, 2014. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-13012015-224604/.

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Abstract:

Considerando a relevância dos trabalhos onde se utiliza eletrodos quimicamente modificados e o pequeno número de estudos envolvendo cocaína e seus interferentes (cafeína, teobromina e lidocaína), por técnicas eletroquímicas ou piezelétricas, este estudo tem como objetivo o desenvolvimento de eletrodos de ouro e platina quimicamente modificados com compostos da classe das cucurbiturilas (CB[5], CB[6] e CB[7]) para a detecção de cocaína. A técnica de microbalança de cristal de quartzo foi empregada a fim de se estudar cocaína padrão e seus interferentes, em fase gasosa. Os eletrodos de ouro foram quimicamente modificados com cucurbiturilas e o modificador CB[6] apresentou os melhores resultados. Medidas por voltametria cíclica foram realizadas utilizando-se um potenciostato Autolab III acoplado a um computador, com eletrodo de ouro e platina atuando como eletrodo de trabalho, Ag/AgCl como eletrodo de referência e eletrodo espiral de platina como eletrodo auxiliar, com velocidade de varredura de 0,1 V.s-1 (100 mV.s-1). Os parâmetros voltamétricos foram otimizados para tornar as análises mais rápidas e sensíveis sem perda de qualidade ou intensidade do sinal voltamétrico. O eletrodo de platina quimicamente modificado com filme de cucurbit[6]urila apresentou aumento da corrente de pico catódica quando estudado frente à cocaína, teobromina e lidocaína. Análises com eletrodo de platina sem modificador químico apresentaram limite de detecção de 4,14.10-6 mol.L-1 e limite de quantificação de 1,38.10-5 mol.L-1 , para a cocaína, e na presença do modificador químico CB[6] apresentou limite de detecção de 1,36.10-6 mol.L-1 e limite de quantificação de 4,54.10-6 mol.L-1 . Eletrodos de ouro com ou sem a presença de modificadores químicos não apresentaram sinal para nenhum analito.
Considering the importance of chemically modified electrodes and the small amount of the cocaine study and their interfering (caffeine, theobromine and lidocaine) using electrochemical and piezoelectric techniques, this study aims to investigate the development of the gold and platinum electrodes chemically modified by cucurbiturils (CB[5], CB[6] and, CB[7]) in order to detect cocaine. The Quartz Crystal Microbalance technique was employed in order to study in gas phase the standard samples of cocaine and their interfering. Gold electrode was chemically modified with cucurbiturils films and the CB[6] modifier showed the best results. The cyclic voltammetric measurements were performed using a Autolab III potentiostat coupled to a computer, being gold and platinum as the working electrode, Ag/AgCl as the reference electrode and platinum wire as counter electrode, using a scan rate of 0,1 V.s-1 (100 mV.s-1). The voltammetric parameters were optimized in order to make the analysis faster and more sensitive without loss of intensity and quality of the voltammetric signal. The platinum electrode modified by cucurbit[6]uril film showed an increase of cathodic current peak when electrode was exposed to cocaine, theobromine and lidocaine. Analysis employed platinum working electrode without chemical modifier showed a detection limit of 4.14 . 10-6 mol.L-1 and quantification limit of 1.38 . 10-5 mol.L-1 for cocaine and with chemical modifier CB[6] showed a detection limit of 1.36 . 10-6 mol.L-1 and quantification limit of 4.54 . 10-6 mol.L-1 . Gold electrodes with or without chemical modifiers showed no response for any analyte.

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Reinhardt, Nora Maria Elisabeth. "Modification chimique de surface de nanoparticules de silice pour le marquage d'ADN dans des lipoplexes." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14820/document.

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Abstract:

Les nanoparticules de silice sont des plateformes idéales pour la conception d’outils de bioimagerie afin d’étudier les mécanismes de transfert de gènes par des lipoplexes. L’objectif de notre étude est le développement d’une modification chimique de surface permettant d’obtenir des colloïdes de silice chargés positivement susceptible de lier de l’ADN par des interactions électrostatiques. Deux stratégies pour la génération de groupements ammonium quaternaires sur des nanoparticules de silice sont présentées a) une silanisation directe par l’utilisation d’un agent de couplage silanique contenant un groupement ammonium quaternaire et b) un procédé en deux étapes mettant en jeu une modification de surface chimique par des aminosilanes primaires et secondaires suivie d’une alkylation des amines par l’iodomethane. Différentes méthodes physico-chimiques (essais de cosédimentation, des expériences de microbalance à cristal de quartz avec mesure de dissipation et d’imagerie MET et Cryo-MET) ont été utilisées pour mettre en évidence et caractériser les interactions entre les biomolécules et les surfaces quaternisées. Des études préliminaires ont montrées les capacités de marquage de lipoplexes par de telles nanoparticules
Silica nanoparticles are ideal platforms for the conception of bioimaging tools serving for the elucidation of the mechanisms of gene transfection via lipoplex structures. The purpose of the present study is the development of a chemical surface modification for the generation of quaternary ammonium groups on silica nanoparticles permitting the obtainment of highly positively charged silica colloids which strongly attract DNA by electrostatic interactions. Two modification strategies to generate quaternary ammonium groups on silica are presented a) a direct silanization using quaternary ammonium groups containing silane derivatives and b) a modification of silica nanoparticles via a first modification with an amine group containing silane derivative and a subsequent quaternization of the amine groups via an alkylation with iodomethane. Different physicochemical methods were employed (cosedimentation assays, quartz crystal microbalance with dissipation monitoring measurements, TEM and Cryo-TEM imaging) to analyze interactions between quaternized surfaces, DNA and lipids. A preliminary study was carried out which shows the capacity of the synthesized nanoparticles to label DNA in lipoplexes

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Pinto, Edilson Moura. "Estudo da transferência de carga e massa na interface cobre/líquido : uma aplicação da QCM." [s.n.], 2004. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/277663.

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Abstract:

Orientador: David Mendez Soares
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-08-06T09:05:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_EdilsonMoura_M.pdf: 2421703 bytes, checksum: 4f88cfbf1bf972bc5ed1991a06982550 (MD5) Previous issue date: 2004
Resumo: Neste trabalho, a QCM (Quartz Crystal Microbalan e) Microbalança de Cristal de Quartzo, como ténica alternativa para o estudo da corrosão /inibição do metal cobre. Estudamos a proteção anti-corrosão de superfícies de cobre mediante a adsorção de inibidores voláteis de corrosão (VCI-CHAB,Ciclohexilamina-Benzoato). Utilizamos uma QCM, composta de um cristal de quartzo de 6MHz, recoberto por um filme de ouro depositado por sputtering. Utilizamos Técnicas eletroquímicas para caracterizar a corrosão. Para isto, estudamos a corrosão do metal cobre em diferentes ambientes, básicos e ácidos, na presença e ausência dos inibidores. Aplicamos a QCM acoplada à um potenciostato (EQCM), como método de determinação de variação de massa e e carga de correntes da corrosão/inibição. A presença dos filmes VC I sobre a superfície de cobre, também foi demonstrada pela técnica Reflection-Absorption Infra-Red Spectros opy (RAIRS), através da Micros copia de infravermelho razante, esta técnica é indicada para situações em que os filmes formados são Ultra-finos. Baseado nos resultados das medidas feitas, propomos e des revemos um modelo para a dsorção dos filmes VCI sobre a superfície metálica, incluindo a formação da corrosão por pitting
Abstract: In this work we used the QCM (Quartz Crystal Microbalance) as an alternative technique for the studying of the corrosion/inhibition of cooper. We studied the protection of cooper surfaces due to the adsorption of a volatile corrosion inhibitor, (VCI-Cyclehexilamine-Benzoate). We used electrochemical techniques to characterize the corrosion in different environments. We applied the QCM together with the potentiostat as a method of determination of charge and mass variations. In this work the QCM has been used as a complementary technique for investigating the corrosion of copper with and without adsorbed inhibitors. The protection of copper surfaces due to the adsorption of a volatile corrosion inhibitor (VCI) ¿ Cyclohexylamine Benzoate ¿ has been studied by electro chemical techniques to characterise the corrosion in aqueous environments over a wide range of pH values. The presence of VCI films on the copper surface was also shown by Reflection-Absorption Infra-Red Spectroscopy (RAIRS), a technique indicated for situations when very thin films are formed. The EQCM, which used 6 MHz gold-sputtered quartz crystals coated with electrodeposited copper films, was applied to the simultaneous determination of the charge and frequency variations associated with the corrosion process, with and without adsorbed inhibitor. Based on the measurements, a model has been developed to describe the dynamics of adsorption of the VCI on the metalli surface, including the formation of pits on the surface
Mestrado
Superfícies e Interfaces ; Peliculas e Filamentos
Mestre em Física

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Gritli, Manel. "Protection de l’acier au carbone contre l’entartrage par un traitement à base de polymère non toxique et dopage aux cations cuivre et zinc." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://accesdistant.upmc.fr/login?url=http://theses-intra.upmc.fr/modules/resources/download/theses/2019SORUS623.pdf.

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Abstract:

Le phénomène d’entartrage, principalement lié à la précipitation du carbonate de calcium (CaCO3) est très largement rencontré dans les industries et les circuits utilisant de l’eau. Sa présence entraîne des problèmes à la fois techniques et économiques. La prévention et la mise en place de moyens de lutte contre l’entartrage constituent une préoccupation majeure des chercheurs qui s’intéressent à ce phénomène. Ce travail de thèse décrit l’influence des cations métalliques cuivre (II) et zinc (II) sur la précipitation de CaCO3. La première partie met l’accent sur l’effet inhibiteur de ces ions vis-à-vis de l’entartrage, dans des eaux synthétiques de 25 et 50°F. Les investigations sont menées en utilisant la méthode de précipitation contrôlée rapide (PCR) et la microbalance à cristal de quartz avec une surface pré-entartrée (SQCM). Ces mesures permettent de suivre le processus de germination et de croissance du carbonate de calcium en solution et sur la surface métallique pré-entartrée. Les résultats montrent que les ions Zn2+ et Cu2+ jouent un rôle important sur la cinétique de la formation de CaCO3. Ils agissent comme des retardateurs du phénomène d’entartrage. La deuxième partie est dédiée à l’étude du phénomène d’entartrage sur une surface en acier prétraitée par un film hybride organique-inorganique (films à bases de polysiloxanes) déjà testé contre la corrosion, élaboré par le procédé sol–gel. Les méthodes QCM et la chronoampérométrie (CA) ont permis le suivi de la cinétique de précipitation du carbonate de calcium sur la surface recouverte par les polymères synthétisés dopés aux cations cuivre et zinc. L’idée est d’agir directement sur la surface métallique en contact de l’eau sans modifier la composition et la nature de l’eau en question. Les résultats obtenus ont montré que le dopage des cations métalliques améliore l’effet antitartre du film
Scaling phenomenon, mainly related to the precipitation of calcium carbonate (CaCO3), is widely encountered in industry using water. It is necessary to find solutions in order to control scale deposition. This thesis describes the influence of two metallic cations, copper (II) and zinc (II), on the CaCO3 precipitation. The first part focuses on the inhibitory effect of these ions on scaling in synthetic waters of 25 and 50 °F. Investigations are conducted using Fast Controlled Precipitation method (FCP) and Scaling Quartz Crystal Microbalance (SQCM). These measurements make it possible to follow the nucleation and growth processes of calcium carbonate in solution and on the pre-calcareous metallic surface. The results show that Zn2+ and Cu2+ ions play an important role in the kinetics of CaCO3 formation. They act as retarders of the scaling phenomenon. The second part is devoted to the study of the scaling phenomenon on a steel surface pretreated with an organic-inorganic hybrid film (polysiloxane-based films) already tested against corrosion, developed in an original way using the sol–gel process. The QCM and chronoamperometric (CA) methods allowed the monitoring of calcium carbonate precipitation kinetics on the surface covered by the synthesized polymers doped with copper and zinc cations. The idea is to act directly on the metallic surface in contact with the water without modifying the composition and the nature of the water in question. The obtained results show that the doping of the metal cations improves the anti-scaling effect of the film

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Berat, Rémi. "Assemblages 2D de l'Annexine A5 : Applications biotechnologiques & Aspects fonctionnels." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00363598.

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Abstract:

L'Annexine A5 (Anx5) est une protéine de la famille des annexines qui présente la propriété de s'organiser à la surface des bicouches lipidiques en trimères et en assemblages bidimensionnels (2D) de trimères. Ce travail de thèse concerne le développement d'applications biotechnologiques des assemblages 2D d'Anx5 ainsi qu'une étude des propriétés fonctionnelles de ces assemblages. Ces travaux ont été réalisés principalement à l'aide des méthodes de la microbalance à cristal de quartz avec mesure de dissipation (QCM-D) et de la microscopie à force atomique (AFM).
La première partie de cette thèse concerne le développement de plates-formes d'ancrage basées sur des assemblages 2D de protéines dérivées de l'Anx5. Des complexes covalents entre l'Anx5 et des peptides d'adhésion cellulaire pour la réalisation de plates-formes d'ancrage de cellules. Des protéines de fusion entre l'Anx5 et un fragment de la protéine A ont d'autre part servi au développement de plates-formes 2D pour l'immobilisation contrôlée d'anticorps et de protéines.
La seconde partie de cette thèse concerne l'étude des propriétés fonctionnelles des assemblages 2D d'Anx5. L'étude de l'interaction d'un anticorps anti-phospholipide avec les assemblages 2D d'Anx5 montre que cet anticorps ne perturbe pas l'organisation 2D de l'Anx5. La seconde étude concernant l'influence des assemblages 2D de l'Anx5 sur la dynamique des bicouches lipidiques établie une corrélation entre la formation de trimères et le ralentissement de la dynamique des membranes.
Ces travaux contribuent à notre compréhension des propriétés des assemblages 2D d'Anx5 et permettent d'envisager le développement de biocapteurs pour cellules ou molécules.

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Chayed, Siwar. "Études des interactions entre la mucine et certains polymères bioadhésifs." Thèse, 2005. http://hdl.handle.net/1866/15637.

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Dissertations / Theses on the topic 'Microbalance électrochimique à cristal de quartz'

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