O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho clínico e laboratorial de uma resina composta, considerando diferentes fontes de luz e densidades de potência, mantendo-se padronizada a densidade total de energia. O grau de conversão da resina composta foi determinado através de espectroscopia por transformada de Fourier. O grau de amolecimento em etanol foi obtido pela determinação da dureza Wallace, antes e após o armazenamento da resina composta em etanol a 75%. O desgaste foi mensurado por dois métodos: o teste da ACTA e o teste de escovação simulada. Paralelamente, investigou-se o desempenho clínico de restaurações de resina composta em dentes posteriores, submetidas aos mesmos protocolos de fotoativação. Restaurações de classe I de resina composta foram confeccionadas e fotoativadas por lâmpada de quartzo-tungstênio ou diodo emissor de luz a 300 mW/cm2, durante 40 segundos, ou a 600 mW/cm2, durante 20 segundos. As restaurações foram avaliadas, imediatamente e após 6 e 12 meses, por dois examinadores calibrados, de acordo com os critérios modificados de Ryge. Os dados laboratoriais foram submetidos à análise de variância a dois critérios e teste de comparações múltiplas de Newman-Keuls, ou ao teste t-pareado. Os dados clínicos foram analisados pelos testes Kappa, Fisher e McNemar (\'alfa\' = 0,05). Não foram constatadas diferenças significantes quanto aos diferentes protocolos no grau de conversão, no grau de amolecimento em etanol e no desgaste produzido pelo método da ACTA (p > 0,05). Para o teste de desgaste por escovação simulada, a fotoativação com diodos emissores de luz a 300 mW/cm2, durante 40 segundos, resultou em maior desgaste que os demais protocolos testados (p < 0,05). Adicionalmente, não foram observadas diferenças significantes quanto aos diferentes protocolos de fotoativação no desempenho clínico das restaurações, ao final de um ano de avaliação (p > 0,05) / The aim of this study was to evaluate the clinical and laboratorial performance of a resin composite light-cured with different light-curing units and power densities, at a standard energy density level. Degree of conversion of the resin composite was determined by Fourier transformed infrared spectroscopy. The degree of softening of the resin composite in ethanol was obtained by Wallace hardness measurements before and after storage in a 75% ethanol solution. Wear of the resin composite was acquired by two methods: ACTA wear and toothbrush abrasion. Additionally, the clinical performance of resin composite restorations submitted to the same light-curing protocols was followed up. Class I resin composite restorations were light-cured using either halogen lamp or light emitting diode at 300 mW/cm2 during 40 seconds or 600 mW/cm2 during 20 seconds. Restorations were evaluated immediately and after 6 and 12 months by two calibrated dentists, according to the modified Ryge criteria. The laboratorial data were submitted to two-way analysis of variance and Newman- Keuls multiple comparison test, or t-test. Clinical data were analyzed by Kappa, Fisher and McNemar tests (\'alpha\' = 0.05). No significant differences were observed for the different light-curing protocols in the degree of conversion, degree of softening in ethanol, and wear produced by the ACTA method (p > 0.05). For the toothbrush abrasion test, irradiation with the light emitting diode unit for 40 seconds at 300 mW/cm2 resulted in higher wear than the other light-curing protocols (p < 0.05). No significant differences were detected at the one-year clinical follow-up of the resin composite restorations submitted to the various light-curing protocols investigated in this study (p > 0.05).

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes aminas terciárias no grau de conversão, na contração de polimerização, na taxa de contração, na microdureza Knoop, na estabilidade de cor e na transmitância de luz de resinas experimentais, contendo, em peso, BisGMA e TEGDMA (3:1), 0,25% de canforquinona (CQ) e 1% de amina (DMAEMA, CEMA, DMPT, DEPT ou DABE). A influência de diferentes protocolos de fotoativação também foi investigada. O grau de conversão foi avaliado através de FTIR-ATR e a contração pelo método do disco aderido. A partir da diferenciação numérica dos dados de contração em relação ao tempo, obteve-se a taxa de contração de polimerização. A estabilidade de cor e a transmitância foram avaliadas em diferentes períodos de envelhecimento artificial. Os resultados foram avaliados pelos testes de ANOVA, Tukey e T3 de Dunnett (&#945; = 0,05). As propriedades estudadas variaram em função da amina. O grau de conversão e a contração de polimerização variaram na sequência: CQ < DEPT < DMPT &#8804; CEMA &#8776; DABE < DMAEMA. O grau de conversão e a contração também foram influenciados pelo protocolo de fotoativação, sendo observadas correlações positivas entre o grau de conversão e a contração e entre o grau de conversão e a taxa de contração. A cor variou na sequência: DMAEMA < DEPT < DMPT < CEMA < DABE. A transmitância variou na sequência: DEPT &#8776; DABE < DABE &#8776; DMPT &#8776; CEMA < DMPT &#8776; CEMA &#8776; DMAEMA, sendo mais evidente para o comprimento de onda de 400nm. Não foram observadas correlações entre o grau de conversão e as propriedades ópticas. A resina contendo DMAEMA apresentou maior grau de conversão, contração, taxa de contração e dureza, além de melhor estabilidade nas propriedades ópticas. / The aim of this work was to evaluate de influence of different tertiary amines on degree of conversion (DC), shrinkage-strain, shrinkage-strain-rate, Knoop microhardness, and colour and transmittance stabilities of experimental resins containing BisGMA / TEGDMA (3:1 wt), 0,25wt% camphorquinone, 1wt% amine (DMAEMA, CEMA, DMPT, or DABE). Different light-curing protocols were also evaluated. DC was evaluated with FTIR-ATR and shrinkage-strain with the bonded-disc method. Shrinkage-strain-rate data were obtained from numerical differentiation of shrinkage-strain data with respect to time. Colour stability and transmittance were evaluated during different periods of artificial aging, according to ISO 7491:2000. Results were evaluated with ANOVA, Tukey and Dunnetts T3 tests (&#945; = 0.05). The studied properties varied according to amines. DC and shrinkage-strain were maximum at the sequence: CQ < DEPT < DMPT &#8804; CEMA &#8776; DABE < DMAEMA. Both DC and shrinkage were also influenced by the curing protocol, with positive correlations between DC and shrinkage-strain and DC and shrinkage-strain-rate. Colour varied in the sequence: DMAEMA < DEPT < DMPT < CEMA < DABE. Transmittance varied in the sequence: DEPT &#8776; DABE < DABE &#8776; DMPT &#8776; CEMA < DMPT &#8776; CEMA &#8776; DMAEMA, being more evident at the wavelength of 400nm. No correlations between DC and optical properties were observed. The resin containing DMAEMA showed higher DC, shrinkage-strain, shrinkage-strain-rate and microhardness, in addition with better optical properties.

Este trabalho discute o desenvolvimento de um algoritmo genético escrito em linguagem VBA para Excel e suas aplicações. O algoritmo elaborado foi utilizado em combinação com a técnica de FTIR-ATR para o desenvolvimento de metodologias aplicáveis na indústria cosmética e de saneantes, tais como a quantificação de surfactantes e bactericidas. Algumas modificações introduzidas no algoritmo foram estudadas através das aplicações selecionadas, destacando-se a introdução de técnicas de paralelismo que possibilitam a quantificação de mais de um analito em uma mesma execução do algoritmo. Este tipo de técnica foi aplicado na quantificação o-benzil p-cloro fenol, o-fenil fenol e etanol, em uma mistura dos três componentes, utilizada como matéria prima (bactericida) na indústria de saneantes. Também com o uso do algoritmo, FTIR-ATR e calibração linear múltipla, foram desenvolvidos métodos para determinação do ingrediente ativo total da mistura lauril sulfato de amônio/lauril éter sulfato de sódio em amostras de shampoo. Comparados aos métodos usuais de titulação, cromatografia líquida ou gasosa, os novos métodos se distinguem por não requererem preparo algum da mostra, nem consumirem solventes orgânicos, sendo mais rápidos e diretos, oferecendo exatidão comparável. / A genetic algorithm was implemented in VBA for Excel and applied in combination with FTIR-ATR to develop analytical methods for some raw materials and finished products of the home care and personal care industries, like the quantification of surfactants and bactericides. Some modifications were introduced in the traditional genetic algorithm and evaluated for the mentioned applications, with emphasis on parallelism techniques that extend the algorithm to the definition of methods for more than one analyte simultaneously. The parallelistic approach was used for the quantification of o-benzil p-chloro phenol, o-phenyl phenol and ethanol in a mixture of these three components (used as bactericides in home care products). Using the genetic algorithm, FTIR-ATR and multiple linear calibration it was also possible to develop methods to quantify the active ingredient of the ammonium lauryl sulfate/ammonium lauryl ether sulfate mixture (raw material for shampoos), and the concentration of sodium lauryl ether sulfate in commercial samples of shampoos. In comparison with usual methods of analysis, like titrations, gas chromatography or liquid chromatography, the new developed methods are faster and more direct, with comparable accuracy. Furthermore, they do not require any kind of sample pretreatment nor the use of organic solvents.

Os extratos vegetais amazônicos para uso em beneficiamento têxtil podem ser uma alternativa sustentável e ecológica em relação às atuais matérias-primas utilizadas pelo mercado. Este estudo teve como objetivo efetuar a caracterização físicoquímica de extratos vegetais amazônicos (óleo-resina de copaíba, óleo de castanha do Brasil, óleo de buriti, manteiga de cacau, manteiga de tucumã e manteiga de cupuaçu), preparar emulsões e realizar aplicações preliminares destas em têxteis. A caracterização físico-química foi realizada através das técnicas instrumentais analíticas de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourrier (FTIR) e cromatografia a gás com detecção por ionização de chama (CG-FID). Além disso, foi realizada a determinação do Equilíbrio Hidrófilo-Lipófilo (EHL) das emulsões preparadas a partir dos extratos estudados; seleção da emulsão mais estável por extrato para aplicação por foulardagem; avaliação da oxidação das emulsões aplicadas sobre o material têxtil em diferentes temperaturas (120 a 200ºC); e avaliação sensorial de toque proporcionado pelas emulsões em comparação a um amaciante de uso industrial. Os principais resultados foram que o óleo de castanha do Brasil e as manteigas de cacau, tucumã e cupuaçu apresentaram resultados próximos nas análises por FTIR; a distribuição graxa por cromatografia a gás mostrou-se útil para a caracterização destes extratos vegetais; os valores de referência de EHL para os extratos analisados foram de 7,51 a 10,72 e estão de acordo com a literatura científica (de 6 a 12); os extratos estudados emulsionados nas condições do estudo não possuem tendência à oxidação por temperatura; as médias globais das análises sensoriais de toque indicam um resultado inferior ao padrão comercial, porém, as manteigas de cacau, cupuaçu e o óleo de castanha do Brasil apresentaram os melhores resultados, com notas entre 2,8 e 2,9 (numa escala de 1 a 5). Assim, nota-se que, os resultados obtidos podem ser utilizados como base para pesquisas futuras no sentido de melhorar as formulações das emulsões para a produção de amaciantes ou outros produtos / The Amazonian plant extracts for use in textile processing can be a sustainable and environmentally friendly alternative to the current raw materials used by the market. This study aimed to make the physicochemical characterization of Amazonian plant extracts (copaiba oleoresin, Brazil nut oil, buriti oil, cocoa butter, tucumã butter and cupuaçu butter), prepare emulsions and perform preliminary applications in textile. The physicochemical characterization was performed by analytical instrumental techniques, such as FTIR spectroscopy and gas chromatography with FID detection (GC-FID). Furthermore, the determination of the Hydrophile-Lipophile Balance (HLB) was performed of the emulsions prepared from the extracts studied; the emulsion more stable for selection extract for application by padding; evaluation of the oxidation of emulsions applied to the textile material at different temperatures (120 to 200C); and sensory evaluation provided by the touch emulsions compared to a industrial softener. The main results were that the Brazil nut oil and cocoa, tucumã and cupuaçu butters showed similar results in the analysis by FTIR; grease distribution by gas chromatography proved to be useful for the characterization of plant extracts; the HLB values for the reference analyzed the extracts were 7.51 to 10.72 are consistent with the literature (6 to 12); the extracts studied emulsified in the study conditions have no tendency to oxidation temperature; the global average of sensory analysis touch indicate somewhat lower than the commercial standard, however, cocoa and cupuaçu butter and Brazil nut oil showed the best results, with grades between 2.8 and 2.9 (on a scale of 1 to 5). Thus, it is noted that the results obtained can be used as the basis for further research in order to improve the formulations of emulsions for the production of fabric softeners or other products

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2017-06-27T14:38:40Z No. of bitstreams: 1 2010 - Adierson Gilvani Ebeling.pdf: 3744657 bytes, checksum: 0458139e287a489573818b522e4c02de (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T14:38:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010 - Adierson Gilvani Ebeling.pdf: 3744657 bytes, checksum: 0458139e287a489573818b522e4c02de (MD5) Previous issue date: 2010-08-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico, CNPq, Brasil. / The Histosols have a small geographic extension in the Brazilian territory; however, they are intensively used in family agriculture systems and have a great environmental importance. The drainage of Histosols leads to the subsidence process and other changes in the soil organic matter (SOM), with consequences in their characteristics and potential. The nature of humic substances (HSs) is determinant in the alterations of the Histosols. The characterization of the HSs allows the understanding of processes of SOM transformation in the Histosols, and their environmental impact. The objectives of this study were: to characterize Histosols from different environments and land usage intensity; and to evaluate alterations in humic fractions of SOM, by using elemental composition analyses, spectroscopic, thermal degradation, and nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. The study was developed in eight Histosols, from the States of Rio de Janeiro, Maranh?o and Paran?, in Brazil. Their chemical properties: total organic carbon (TOC), pH, sum of bases (SB), H+, Al3+, cation exchange capacity (CEC), and V%; and physical properties: bulk density (BD), MR, MM, and OMD, were evaluated. Also, the quantitative fractionating of the HSs: fulvic acid (C-FAF), humic acid (CHAF), and humin (C-HUM), and C-FAH/C-FAF relations, C-EA/C-HUM (C-EA = C-FAF + C-FAH). The humic acids were extracted using the method of the International Humic Substances Society (IHSS), and evaluated by different techniques. The chemical attributes varied with the intensity of burning and agricultural usage. Though, in general, the Histosols presented low natural fertility, and it was related to the humic acid fraction (high ratio CFAH/ C-FAF). Amongst the SOM fractions the HUM predominated, with an average value of 59.98% of total carbon determined by the CHN; followed by the FAH. The C-FAH/C-FAF ratio diminished with the increase of agriculture usage intensity. The results of the TGI (Thermal Gravimetric Index) suggested strong resistance to thermal degradation of majority of the organic horizons. The elemental composition (%C, %H, %N, %O) of the humic acids showed large amplitude of variation between the horizons, but no pattern was observed between the Histosols. The increase of carbon content, the high values of TGI, and the reduction of oxygen content in the humic acids (HA) might explain the high thermal decomposition resistance found in the HA extracted form the Histosols. A correlation between H/C and TGI was observed, where the lower values of H/C were related to the highest resistance of the humic acids to thermal degradation. The spectroscopic and NMR techniques allowed characterizing compounds and groups of substances in the HA, showing the great potential of these tools in studies of HS from Histosols. The multivariate methods allowed a combined analysis of techniques applied in the study, showing a group of labile and recalcitrance materials in the soils. The results, in general, indicated the fragility of the Histosols areas, in terms of agricultural management and the formation environment. Their importance for the environment should be priority in comparison to agricultural usage, mainly due to their relevant part in the aquifers preservation. / Os Organossolos t?m pequena representatividade geogr?fica no Brasil, entretanto, s?o utilizados intensamente em modelos de agricultura familiar e t?m grande import?ncia ambiental. Por?m, a sua drenagem conduz ao processo de subsid?ncia e outras modifica??es na mat?ria org?nica do solo (MOS), com implica??es nas caracter?sticas dos Organossolos e em sua potencialidade. A natureza das subst?ncias h?micas (SHs) ? determinante nessas altera??es nos Organossolos. A caracteriza??o das SHs permite a compreens?o dos processos de transforma??o da MOS nos Organossolos e seu impacto no ambiente. Os objetivos deste trabalho foram: caracterizar Organossolos em v?rios ambientes e intensidade de uso agr?cola e avaliar altera??es nas fra??es humificadas da MO, atrav?s de t?cnicas de an?lise da composi??o elementar, espectrosc?picas, termodegradativas e de resson?ncia magn?tica nuclear (RMN). Foram estudados oito perfis de solos, nos Estados do Rio de Janeiro, Maranh?o e Paran?. Foram avaliadas as suas propriedades qu?micas: carbono org?nico total (COT), pH, soma de bases (SB), H+, Al3+, CTC e V%; e propriedades f?sicas: densidade do solo (Ds), RM, MM e DMO. Al?m do fracionamento quantitativo das SHs: ?cidos f?lvicos (C-FAF), ?cidos h?micos (C-FAH) e humina (C-HUM), e rela??es C-FAH/C-FAF, C-EA/CHUM (C-EA = C-FAF + C-FAH). Os ?cidos h?micos (AH) foram extra?dos pelo m?todo da Sociedade Internacional de Subst?ncias H?micas (IHSS) e avaliados por distintas t?cnicas. Os atributos qu?micos variaram com o efeito das queimadas e da intensidade de uso agr?cola; por?m, em geral, os Organossolos apresentaram baixa fertilidade natural, a qual, em geral, esteve relacionada ? fra??o ?cido h?mico (maior raz?o C-FAH/C-FAF). Dentre as fra??es da MO, a HUM predominou, com valor m?dio de 59,98% do carbono total determinado pelo CHN, seguida da FAH. A rela??o C-FAH/C-FAF diminuiu a medida que o uso agr?cola ? intensificado. Os dados do ITG (?ndice Termogravim?trico) sugeriram forte resist?ncia ? termodegrada??o para a maioria dos horizontes org?nicos. A composi??o elementar (%C, %H, %N, %O) dos ?cidos h?micos apresentou grande amplitude entre os horizontes, por?m sem padr?o diferenciado entre os Organossolos. O aumento do conte?do de carbono, os altos valores de ITG e a diminui??o do conte?do de oxig?nio nos ?cidos h?micos podem explicar a maior resist?ncia a termodecomposi??o dos AH extra?dos dos Organossolos. Foi observada correla??o entre a raz?o H/C e o ITG, onde os menores valores de H/C estiveram relacionados a maior resist?ncia dos AH ? termodegrada??o. As t?cnicas espectrosc?picas e de RMN permitiram caracterizar compostos e grupamentos nos AH, demonstrando o potencial dessas ferramentas nos estudos de SHs provenientes de Organossolos. Os m?todos de an?lise multivariada permitiram uma avalia??o conjunta das t?cnicas utilizadas, mostrando um grupo de amostras l?beis e recalcitrantes nos solos. Os resultados encontrados, em geral, indicam a fragilidade das ?reas de Organossolos, em fun??o do manejo para agricultura e do seu ambiente de forma??o. A sua import?ncia em termos ambientais deveria ser priorizada em rela??o ao uso agr?cola, principalmente pelo papel relevante na preserva??o de aqu?feros.

A eletrooxidação de etanol foi investigada sobre catalisadores bi e trimetálicos constituídos de Pt-M1 e Pt-M-M1 M = Sn, Mo, W, Ru, Os e Ir). Os eletrodos foram preparados em três diferentes configurações: eletrodos lisos (preparados em forno a arco voltaico), filmes depositados em placas de Ti (Pt-M/Ti) e nanopartículas metálicas dispersas em carbono (Pt-M-M1/C), ambos preparados pelo método Pechini. Os resultados eletroquímicos mostraram que a adição dos diferentes metais à platina aumentou a atividade catalítica dos eletrodos. Este efeito se mostrou dependente da composição do eletrodo e para os eletrodos lisos apresentou resultados mais acentuados nas composições Pt-Os e Pt-Sn-W. Os intermediários e produtos de reação da oxidação de etanol os eletrodos lisos foram determinados pelas técnicas de FTIR in situ de SPAIRS e SNIFTIRS. Os resultados sugerem que a presença dos elementos modificadores da platina aumentam a velocidade da reação de oxidação de etanol pela dessorção de intemediários com dois átomos de carbono (como CH3CHOads) a potenciais mais baixos do que a Pt levando conseqüentemente a liberação dos sítios ativos para nova adsorção de etanol. Constatou-se contudo, que a presença desses elementos não favorece a quebra da ligação C-C para formação de CO2 em quantidades apreciáveis. As composições de catalisadores Pt-M/Ti (M = Sn, Ru, Ir e Mo) preparados pelo método Pechini que apresentaram os melhores resultados em densidades de corrente foram os eletrodos de Pt-Sn/Ti. As análise por HPLC mostraram o produto majoritariamente formado foi o acetaldeído independente da composição do catalisador, mas os catalisadores Pt-Sn/Ti tiveram a maior seletividade na formação de ácido acético. Os testes em célula unitária foram realizados para os catalisadores trimetálicos Pt-Sn-W/C em diferentes composições. A presença de Sn e W aumentou significativamente o desempenho da célula com relação à Pt pura. O melhor catalisador testado (Pt-Sn-W/C (85:8:7)) apresentou OCV de 777 mV contra 345 mV da Pt a 90oC. A densidade de potência máxima alcançada para essa composição foi de 33 mW cm-2. A análise de produtos ao final de 5 horas de reação a 90oC aplicando 30 mA cm-2 de corrente mostrou que os produtos principalmente formados foram ácido acético e acetaldeído. / Ethanol oxidation on Pt-M1 e Pt/M/M1 (M = Sn, Mo, W, Ru, Os e Ir) catalysts prepared by arc melting furnace process and Pechini method was investigated. The electrochemical data showed that the addition of these elements to Pt gives a highest current densities at lower potentials. The best composition of electrodes prepared by arc melting process based on current densities values was Pt-Os and Pt-Sn-W. The intemediates and reaction products for ethanol oxidation were detected by SPAIRS and SNIFTIRS. The results sugest that adding a foreign metal to Pt leads an increase of the reaction rate for ethanol oxidation because desorption of two carbon atoms intermediates (as CH3 CHOads) at lower potentials comparing to pure Pt. The active site become then available for the new ethanol adsorption. However, the presence of these metals doesn\'t increase the selectivity to CO2 generation. Pt-M/Ti (M = Sn, Ru, Ir e Mo) catalysts were prepared by Pechini method. The products of the ethanol oxidation on these electrodes were evaluated by HPLC. The results showed that acetaldehyde was the main product obtained for all compositions. DEFCs tests were carry on with Pt-Sn-W/C ternary catalysts in different compositions. It was obtained particles size about 3.9 to 11 nm, depending on the catalyst composition. The addition of Sn and W increased significantly the DEFC performance. The best result was obtained by Pt-Sn-W/C (85:8:7) catalyst. It presents OCV about 777 mV against 345 mV to Pt at 90oC. The maximum of power density for this catalyst was 33 mW cm-2. Acetaldehyde was the major product formed when applying a fixed current of 30 mA cm-2 at 90oC.

Cette thèse porte sur l'élaboration d'un biocapteur, à bas coût, pour la détection de pathogènes dans les secteurs de l'agroalimentaire et de l'environnement. Le modèle visé est la bactérie Escherichia coli, dont les souches pathogènes sont responsables, chaque année, de plusieurs crises sanitaires. L'utilisation de biocapteurs pour une détection rapide, sensible et sélective de pathogènes répond ainsi aux inquiétudes quant aux risques d'infection pour la population. Le capteur est constitué d'une fine membrane en arsénieure de gallium (GaAs) vibrant sur des modes de cisaillement d'épaisseur générés par champ électrique latéral via ses propriétés piézoélectriques. Nous montrons dans ce travail que la GaAs offre des possibilités de microfabrication, de biofonctionnalisation et de régénération intéressantes pour la conception d'un dispositif à bas coût. Nous avons mis en parallèle deux méthodes d'usinage de membranes minces : par voie chimique et par plasma, avec pour objectif, l'obtention de structures planes et lisse. Nous nous sommes intéressés à la réalisation d'une interface de bioreconnaissance. La caractérisation de celle-ci, par les techniques de spectroscope infrarouge à transformée de Fourier, nous a fait progresser sur a compréhension du phénomène d'auto-assemblage de molécules sur GaAs et nous a permis de développer des interfaces à haute densité. Nous avons étudié sa régénération et la photo-oxydation par UV a démontré un fort potentiel pour des applications de capteurs réutilisables. Enfin à travers des caractérisations électriques du transducteur, nous avons mis en avant l'impact de différents paramètres de l'environnement sur la réponse du dispositif. / This thesis addresses the development of a potentially low cost sensor dedicated for detection of pathogens in food industry processing and environment sectors. Such a sensor could serve detection of Escherichia coli bacteria whose pathogenic strains are the source of foodborne illnesses encountered worldwide every year. Hence, biosensor devices are needed for a rapid, sensitive and selective detection of pathogens to prevent outbreak risks. The design of the sensor consists of a resonant membrane fabricated in gallium arsenide (GaAs) crystal that operates at shear modes of bulk acoustic waves generated by lateral field excitation. In addition to its piezoelectric properties, as shown in this work, fabrication of a GaAs-based biosensor benefits from a well-developed technology of microfabrication and biofunctionalization and the possibility of regeneration that should result in cost savings of used devices. The transducer was fabricated by using typical clean room fabrication techniques. Plasma and wet etching were investigated and compared for achieving thin membranes with high quality surface morphology. Extensive research was carried out by Fourier transform infrared spectroscopy to determine optimum conditions for biofunctionalization of the GaAs surface. This activity allowed to advance the fundamental knowledge of self-assembly formation and, consequently, fabrication of high density biointerfaces. Among different biochip regeneration methods, it has been demonstrated that liquid UV photooxidation has a great potential for re-usable devices. Finally, operation of the transducer device was evaluated in various medium, simulating real conditions for detection.

Au vu de l'omniprésence des oxydes de fer dans le milieu naturel, et en particulier la goethite et l'hématite qui sont les formes les plus stables, mais aussi de la prolifération des contaminants émergents dans l'environnement, comme les fluoroquinolones, notre objectif a été d'étudier leur réactivité et de définir les mécanismes de sorption et d'oxydoréduction à l'interface oxyde/solution dans des conditions statiques (batch) et hydrodynamiques contrôlées (colonne) en couplant une étude macroscopique (techniques chromatographiques, LC/MS, LC/UV) avec une approche microscopique (spectroscopie vibrationnelle et XPS) et de modélisation mécanistique (TPM et CD-MUSIC). Ces travaux mettent en évidence les principaux mécanismes responsables de la transformation des molécules organiques à la surface d'un oxyde de fer, et donc fournissent des informations nécessaires à la compréhension du devenir des contaminants émergents dans l'environnement. / Given the ubiquity of iron oxides in environmental settings, particularly goethite and hematite, the most stable forms, but also the proliferation of emerging contaminants, such as fluoroquinolones, in the environment, our goal was to study their reactivity and describe mechanisms of sorption and redox at oxide /solution interfaces in static batch) and hydrodynamic conditions (column) by coupling a macroscopic study (LC/MS, LC/UV) with a microscopic/molecular approach (vibrational spectroscopy and XPS) and mechanistic modeling (TPM and CD-MUSIC).. These works highlight the main mechanisms responsible of the transformation of organic molecules on iron oxide surfaces and thus provide valuable information necessary for the understanding of the fate of emerging contaminants in the environment.

De façon évidente, la pratique industrielle de la cristallisation ne peut éviter la présence d’impuretés indésirables produites suite aux nombreuses réactions chimiques précédant les étapes de cristallisation. Même en quantités infimes, les impuretés présentes dans les jus mères peuvent affecter de façon considérable la cristallisation et la qualité du produit obtenu. Dans ce contexte, les technologies de mesures en ligne fournissent un apport considérable en permettant l’obtention d’informations riches, en temps réel et de façon quasi-continue sur l’évolution des phases liquide et dispersée. L’objectif du présent travail est la compréhension des effets des impuretés sur les produits de cristallisations discontinues. Des expériences sont effectuées, sur une installation-pilote, en vue d’étudier les effets des paramètres opératoires de cristallisation de l’oxalate d’ammonium monohydrate pur et en présence de sulfate de nickel (impureté) sur la taille et la forme des cristaux produits. Pour cela, deux techniques analytiques in situ, la spectroscopie ATR FTIR pour la mesure de sursaturation et l'analyse d’image in situ pour l’évaluation des distributions des tailles des cristaux, seront utilisées. A partir des données expérimentales obtenues, nous proposons des modèles cinétiques de nucléation (primaire et secondaire) et de croissance tenant compte de l'action des impuretés et décrivant l’adsorption de celles-ci à la surface des cristaux. Ces modèles sont ensuite exploités pour la mise en place de simulations fondées sur les équations de bilans de populations.L’originalité de l’approche adoptée réside dans l’emploi du modèle classique de Kubota – Mullin, modifié par l’ajout d’une variable temporelle permettant la prise en compte de la durée d’exposition de chaque cristal aux impuretés. Les résultats de simulation obtenus décrivent de façon satisfaisante l’évolution temporelle de la sursaturation et de la distribution de taille des cristaux. / Hindering effects of impurities on crystal growth are usually assumed to result in the adsorption of impurity species on the crystal surface. In the presence of impurities the growth rate does not depend on supersaturation only, but also on the concentration in impurities and on the contact time of a given particle with inhibiting species (unsteady-state adsorption mechanisms). Few kinetic models describe such phenomena. Indeed, for process engineering purposes, the available kinetic inhibition models accounting for the effect of impurities (e.g. Kubota-Mullin’s approaches), have to be evaluated in industrial situations where complex and distributed features of the crystallizing suspensions are involved (e.g. during batch solution crystallization). Population Balance Equations (PBE) modeling offers an invaluable simulation tool for such evaluation.With this aim in view, a comprehensive modeling approach based on in situ continuous and dispersed phase measurements, and specific PBE simulation was developed to represent and better understand the effect of impurities on the development of batch crystallization processes.Cooling solution crystallization of Ammonium Oxalate (AO) in water in the absence and presence of Nickel Sulphate at different concentrations was selected as a model system during this study. In situ measurements of supersaturation were performed using ATRFTIR spectroscopy and the CSD was assessed thanks to in situ image acquisition. The experimental results were simulated after estimating crystallization kinetic parameters, including parameters of models describing the inhibiting adsorption of impurity on the growing crystal surfaces. Primary and secondary surface nucleation mechanisms as well as growth of the main crystal dimension (length) were described in pure and impure media. The model roughly represents the effects of different cooling rates and impurity concentration on the supersaturation profiles and the CSD of the final particles.

Este trabalho discute o desenvolvimento de um algoritmo genético escrito em linguagem VBA para Excel e suas aplicações. O algoritmo elaborado foi utilizado em combinação com a técnica de FTIR-ATR para o desenvolvimento de metodologias aplicáveis na indústria cosmética e de saneantes, tais como a quantificação de surfactantes e bactericidas. Algumas modificações introduzidas no algoritmo foram estudadas através das aplicações selecionadas, destacando-se a introdução de técnicas de paralelismo que possibilitam a quantificação de mais de um analito em uma mesma execução do algoritmo. Este tipo de técnica foi aplicado na quantificação o-benzil p-cloro fenol, o-fenil fenol e etanol, em uma mistura dos três componentes, utilizada como matéria prima (bactericida) na indústria de saneantes. Também com o uso do algoritmo, FTIR-ATR e calibração linear múltipla, foram desenvolvidos métodos para determinação do ingrediente ativo total da mistura lauril sulfato de amônio/lauril éter sulfato de sódio em amostras de shampoo. Comparados aos métodos usuais de titulação, cromatografia líquida ou gasosa, os novos métodos se distinguem por não requererem preparo algum da mostra, nem consumirem solventes orgânicos, sendo mais rápidos e diretos, oferecendo exatidão comparável. / A genetic algorithm was implemented in VBA for Excel and applied in combination with FTIR-ATR to develop analytical methods for some raw materials and finished products of the home care and personal care industries, like the quantification of surfactants and bactericides. Some modifications were introduced in the traditional genetic algorithm and evaluated for the mentioned applications, with emphasis on parallelism techniques that extend the algorithm to the definition of methods for more than one analyte simultaneously. The parallelistic approach was used for the quantification of o-benzil p-chloro phenol, o-phenyl phenol and ethanol in a mixture of these three components (used as bactericides in home care products). Using the genetic algorithm, FTIR-ATR and multiple linear calibration it was also possible to develop methods to quantify the active ingredient of the ammonium lauryl sulfate/ammonium lauryl ether sulfate mixture (raw material for shampoos), and the concentration of sodium lauryl ether sulfate in commercial samples of shampoos. In comparison with usual methods of analysis, like titrations, gas chromatography or liquid chromatography, the new developed methods are faster and more direct, with comparable accuracy. Furthermore, they do not require any kind of sample pretreatment nor the use of organic solvents.