Existem dois possíveis estados de molhabilidade extremos para uma gota colocada sobre uma superfície: o estado Cassie-Baxter (CB) tem a gota equilibrada sobre o topo dos pilares e o estado Wenzel (W), caracterizado pela molhabilidade homogênea da superfície. Neste trabalho apresentamos um modelo teórico baseado na energia interfacial global para ambos os estados CB e W para estudar o comportamento de superfície de pilares e com reentrância simples e dupla. A partir da minimização da energia associada a cada estado de molhabilidade, é possível prever o estado teórico termodinâmico de uma gota para uma dada superfície e obter o angulo de contato aparente no estado estável. Usamos este modelo para encontrar geometrias para as superfícies de pilares e com reentrância que maximizem o angulo de contato. Após, analisamos o comportamento de molhabilidade das superfícies específicas para diferentes valores do angulo de contato de Young, simulando líquidos com diferentes tensões superficiais. Finalmente, apresentamos um estudo numérico usando simulação de Monte Carlo do Modelo de Potts Celular em três dimensões. A partir da comparação entre os ângulos de contato teórico e simulado, verificamos que existe uma dependência nos estados iniciais de molhabilidade da gota, o que sugere uma metaestabilidade desses estados. Para as superfícies de pilares e de reentrância simples, encontramos metaestabilidade apenas do estado CB, mas, para a superfície com reentrância dupla também encontramos metaestabilidade do estado W. Comparando com experimentos de molhabilidade realizados nestes tipos de superfície, discutimos alguns sucessos e problemas da abordagem adotada neste trabalho.

Existem dois possíveis estados de molhabilidade extremos para uma gota colocada sobre uma superfície: o estado Cassie-Baxter (CB) tem a gota equilibrada sobre o topo dos pilares e o estado Wenzel (W), caracterizado pela molhabilidade homogênea da superfície. Neste trabalho apresentamos um modelo teórico baseado na energia interfacial global para ambos os estados CB e W para estudar o comportamento de superfície de pilares e com reentrância simples e dupla. A partir da minimização da energia associada a cada estado de molhabilidade, é possível prever o estado teórico termodinâmico de uma gota para uma dada superfície e obter o angulo de contato aparente no estado estável. Usamos este modelo para encontrar geometrias para as superfícies de pilares e com reentrância que maximizem o angulo de contato. Após, analisamos o comportamento de molhabilidade das superfícies específicas para diferentes valores do angulo de contato de Young, simulando líquidos com diferentes tensões superficiais. Finalmente, apresentamos um estudo numérico usando simulação de Monte Carlo do Modelo de Potts Celular em três dimensões. A partir da comparação entre os ângulos de contato teórico e simulado, verificamos que existe uma dependência nos estados iniciais de molhabilidade da gota, o que sugere uma metaestabilidade desses estados. Para as superfícies de pilares e de reentrância simples, encontramos metaestabilidade apenas do estado CB, mas, para a superfície com reentrância dupla também encontramos metaestabilidade do estado W. Comparando com experimentos de molhabilidade realizados nestes tipos de superfície, discutimos alguns sucessos e problemas da abordagem adotada neste trabalho.

Existem dois possíveis estados de molhabilidade extremos para uma gota colocada sobre uma superfície: o estado Cassie-Baxter (CB) tem a gota equilibrada sobre o topo dos pilares e o estado Wenzel (W), caracterizado pela molhabilidade homogênea da superfície. Neste trabalho apresentamos um modelo teórico baseado na energia interfacial global para ambos os estados CB e W para estudar o comportamento de superfície de pilares e com reentrância simples e dupla. A partir da minimização da energia associada a cada estado de molhabilidade, é possível prever o estado teórico termodinâmico de uma gota para uma dada superfície e obter o angulo de contato aparente no estado estável. Usamos este modelo para encontrar geometrias para as superfícies de pilares e com reentrância que maximizem o angulo de contato. Após, analisamos o comportamento de molhabilidade das superfícies específicas para diferentes valores do angulo de contato de Young, simulando líquidos com diferentes tensões superficiais. Finalmente, apresentamos um estudo numérico usando simulação de Monte Carlo do Modelo de Potts Celular em três dimensões. A partir da comparação entre os ângulos de contato teórico e simulado, verificamos que existe uma dependência nos estados iniciais de molhabilidade da gota, o que sugere uma metaestabilidade desses estados. Para as superfícies de pilares e de reentrância simples, encontramos metaestabilidade apenas do estado CB, mas, para a superfície com reentrância dupla também encontramos metaestabilidade do estado W. Comparando com experimentos de molhabilidade realizados nestes tipos de superfície, discutimos alguns sucessos e problemas da abordagem adotada neste trabalho.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5271_1.pdf: 4330053 bytes, checksum: 752f1319e51d7e2cb01f3a80ce3affc0 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Dispositivos sensores baseados em polímeros condutores possuem potencial de aplicação em diferentes áreas, tais como controle sensorial de bebidas e alimentos, controle da qualidade de produtos (por exemplo, solventes, perfumaria), monitoramento ambiental e da presença de compostos orgânicos voláteis, e auxílio na diagnose de algumas doenças. Apesar disso, em cada um desses casos o mecanismo da interação do volátil com o polímero não está ainda esclarecido. Por essa razão, o estudo desenvolvido nesta tese teve como objetivo a caracterização das interações entre os vapores de compostos orgânicos voláteis e sensores formados por filmes finos de polipirrol. Os sensores foram preparados com base na técnica de crescimento livre em lâminas de vidro comum e de vidro condutor, onde o ajuste de diferentes parâmetros de controle (como as concentrações relativas monômero/dopante, do agente oxidante e o tempo de polimerização) permite o crescimento homogêneo do filme polimérico na superfície do substrato. Informações sobre a cinética e o tempo de adsorção dos sistemas estudados foram obtidas a partir do espectro UV-VIS-NIR. Por sua vez, a influência da natureza do dopante sobre a hidrofobicidade, a energia livre superficial e as componentes dispersiva e ácido-base foi avaliada através da medida do ângulo de contato da água, etieleno-glicol e diiodo-metano sobre amostras de filmes de polipirrol; a análise multivariada dos dados obtidos, mostra não apenas um contraste entre a hidrofobicidade e a componente básica da tensão superficial, mas também que para os dopantes alquilssulfônicos o caráter hidrofóbico aumenta com o tamanho da cadeia alifática, enquanto que, para os dopantes aromáticos, a hidrofobicidade cresce com o aumento do número de anéis aromáticos. Quando testada frente a vapores de diversos compostos orgânicos voláteis, a sensibilidade e seletividade dos sensores se mostraram dependentes não apenas das propriedades relacionadas com os compostos analisados, mas também das propriedades associadas aos filmes de polipirrol, as quais, por sua vez dependem do contra-íon utilizado como dopante. Blendas poliméricas preparadas pela técnica de polimerização da fase de vapor, de forma que os filmes fossem depositados diretamente sobre substratos de vidro condutor, apresentaram um comportamento promissor quando usados como sensores de compostos orgânicos voláteis, especialmente porque a resposta obtida no caso de algumas delas apresenta uma nítida distinção entre voláteis polares e apolares. Como resultado deste trabalho, é possível usar mais adequadamente o conhecimento das propriedades do sistema sensor, para otimizar o design de um arranjo de sensores que apresente não apenas uma melhor sensibilidade, como também uma seletividade ao ambiente químico a ser analisado

Este trabalho tem por objetivo estudar a molhabilidade e a permeabilidade para quatro espécies de madeiras tropicais (Pinus elliottii, Araucaria angustifolia, Eucalyptus grandis e Eucalyptus citriodora). A molhabilidade é um parâmetro importante para a caracterização de diferentes espécies de madeira e, portanto, depende de fatores como o estado de limpeza da superfície da madeira, orientação das fibras, tipo de amostra (alburno ou cerne), secagem, tratamentos térmicos e químicos, rugosidade superficial, etc. Primeiramente, investigamos a molhabilidade para as quatro espécies tropicais por medida de ângulo de contato aparente para diferentes solventes na superfície da madeira As amostras foram tratadas termicamente no intervalo 100 200º C, por 8h e foi utilizado o método da gota séssil e um goniômeto. Os valores dos ângulos de contato foram maiores para as amostras submetidas aos tratamentos térmicos, indicando um aumento no caráter hidrofóbico da madeira. A técnica de ângulo de contato não foi eficiente para tratamentos térmicos superiores a 200º C, devido a sua degradação. No experimento de permeabilidade foi utilizado um fluxo de ar através das amostras com poros fechados e abertos. Foi verificado um acréscimo de 82 % na vazão para as situações de poros abertos no Eucalyptus citriodora. Nossos resultados permitem detectar mudanças consideráveis na molhabilidade e permeabilidade da madeira, sendo informações valiosas para a conservação e utilização destas madeiras. / This work aims to study wettability and permeability for tropical wood species (Pinus elliotti, Araucaria angustifolia, Eucalyptus grandis and Eucalyptus citriodora).The adhesive wettability is an important parameter for characterizing different wood species and depends on factors such as cleaning state of the wood surface, orientation of the wood fibers, type of sample (sapwood or heartwood), drying, thermal and chemical treatments, surface roughness, etc. First, we investigated the wettability of the four tropical wood species by measuring the apparent contact angles of different solvents on the wood surfaces. The samples were heat treated from 100 to 200 °C for 8 h, and the contact angles measured by the sessile drop method with a home-made goniometer. For samples heat-treated below 200 °C, higher values of contact angles were obtained, indicating a hydrophobic character for thermal treated woods. After this temperature, the wood degradation took place. For permeability experiments, a flow of air was used for wood samples with closed and open pores. An increase of 82% in flow was verified for open pores woods such as Eucalyptus citriodora. Our results allowed us to detect considerable changes on wood wettability and permeability and that are powerful information for conservation and use of these woods.

Este trabalho tem por objetivo estudar a molhabilidade e a permeabilidade para quatro espécies de madeiras tropicais (Pinus elliottii, Araucaria angustifolia, Eucalyptus grandis e Eucalyptus citriodora). A molhabilidade é um parâmetro importante para a caracterização de diferentes espécies de madeira e, portanto, depende de fatores como o estado de limpeza da superfície da madeira, orientação das fibras, tipo de amostra (alburno ou cerne), secagem, tratamentos térmicos e químicos, rugosidade superficial, etc. Primeiramente, investigamos a molhabilidade para as quatro espécies tropicais por medida de ângulo de contato aparente para diferentes solventes na superfície da madeira As amostras foram tratadas termicamente no intervalo 100 200º C, por 8h e foi utilizado o método da gota séssil e um goniômeto. Os valores dos ângulos de contato foram maiores para as amostras submetidas aos tratamentos térmicos, indicando um aumento no caráter hidrofóbico da madeira. A técnica de ângulo de contato não foi eficiente para tratamentos térmicos superiores a 200º C, devido a sua degradação. No experimento de permeabilidade foi utilizado um fluxo de ar através das amostras com poros fechados e abertos. Foi verificado um acréscimo de 82 % na vazão para as situações de poros abertos no Eucalyptus citriodora. Nossos resultados permitem detectar mudanças consideráveis na molhabilidade e permeabilidade da madeira, sendo informações valiosas para a conservação e utilização destas madeiras. / This work aims to study wettability and permeability for tropical wood species (Pinus elliotti, Araucaria angustifolia, Eucalyptus grandis and Eucalyptus citriodora).The adhesive wettability is an important parameter for characterizing different wood species and depends on factors such as cleaning state of the wood surface, orientation of the wood fibers, type of sample (sapwood or heartwood), drying, thermal and chemical treatments, surface roughness, etc. First, we investigated the wettability of the four tropical wood species by measuring the apparent contact angles of different solvents on the wood surfaces. The samples were heat treated from 100 to 200 °C for 8 h, and the contact angles measured by the sessile drop method with a home-made goniometer. For samples heat-treated below 200 °C, higher values of contact angles were obtained, indicating a hydrophobic character for thermal treated woods. After this temperature, the wood degradation took place. For permeability experiments, a flow of air was used for wood samples with closed and open pores. An increase of 82% in flow was verified for open pores woods such as Eucalyptus citriodora. Our results allowed us to detect considerable changes on wood wettability and permeability and that are powerful information for conservation and use of these woods.

Orientador: Elaine Maria Cardoso / Resumo: O avanço de novas tecnologias, associado à minimização dos custos de fabricação e instala-ção, constitui um grande desafio para a área de refrigeração, uma vez que a geração de calor tem aumentado gradativamente nos últimos anos. Assim, a busca de novos fluidos com pro-priedades térmicas superiores aos comumente usados tornou-se indispensável para melhorar a eficiência energética. Nas últimas décadas os nanofluidos - dispersões de partículas de escala nanométrica (1 a 100nm) em um fluido-base - têm atraído especial interesse não somente da comunidade acadêmica, mas também da indústria em áreas como: a microeletrônica, microflu-ídica, transporte, manufatura, assistência médica, entre outras. O melhor desempenho térmico e a vasta gama de aplicações fazem dos nanofluidos potenciais substitutos dos refrigerantes utilizados em diversos segmentos da engenharia. Dentro desse contexto, o presente trabalho teve como objetivos: o estudo teórico e experimental da influência das propriedades termofísi-cas e concentração de nanofluidos, bem como, das características geométricas da superfície aquecedora sobre o ângulo de contato e a molhabilidade. Também, atenção foi dada à prepa-ração e caracterização dos nanofluidos (Al2O3-água e Fe2O3-água), por meio da análise expe-rimental da condutividade térmica e da viscosidade dinâmica para diferentes concentrações; uma bancada experimental, para aquisição de imagens de gota séssil, foi construída a fim de viabilizar as análises de ângulo de conta... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The advance of new technologies, associated to the minimization of manufacturing and installation costs, presents a great challenge for the refrigeration area, since the heat generation has increased in recent years. Thus, the search for new fluids with thermal properties higher than those commonly used has become indispensable to improve energy efficiency. In recent decades, nanofluids-dispersions of nanometer-scale particles (1 to 100 nm) in a base fluid - have attracted special interest not only from the academic community but also from industry in areas such as microelectronics, microfluidics, transport, manufacturing, medical assistance, among others. In this context, the present work had the following goals: the theoretical and experimental study of the influence of thermophysical properties and nanofluid concentration, as well as the geometric characteristics of the heating surface on the contact angle and wetta-bility. Attention was also given to the preparation and characterization of nanofluids (Al2O3-water and Fe2O3-water) by the experimental analysis of thermal conductivity and dynamic viscosity for different concentrations; an experimental apparatus for the acquisition of sessile droplet images was designed in order to analyze the contact angle and wettability; and a computational routine was developed to obtain the drop profile and the surface-fluid interaction for the different nanofluids and surfaces used. Based on database, it was possible to evaluate the pre... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Este trabalho trata da caracterização de propriedades termodinâmicas e de transporte de nanofluidos baseados em nanopartículas de alumina em água para diferentes concentrações. Suspensões estáveis foram elaboradas por meio de um agitador ultrassônico. As seguintes propriedades foram analisadas: i) condutividade térmica com o método da sonda-linear; ii) viscosidade dinâmica através do reômetro do tipo cone e placa e iii) ângulo de contato com base em registros fotográficos de gotas em uma superfície plana e o tratamento de imagem através de um programa elaborado em LabVIEW. Procedimentos foram utilizados visando validar os métodos experimentais adotados, entre eles a comparação com resultados para fluidos puros. Além do estudo experimental, foi realizada uma análise crítica da literatura sobre condutividade térmica e viscosidade dinâmica de nanofluidos. Com base nesta análise, os resultados experimentais foram comparados a dados empíricos da literatura e métodos de previsão de propriedades desenvolvidos para nanofluidos e para suspensões de particulado sólido em líquido. De uma maneira geral, os resultados levantados neste estudo para condutividade térmica e viscosidade dinâmica de nanofluidos foram significativamente superiores a maioria dos dados experimentais da literatura e aos resultados proporcionados pelos métodos de previsão. Entretanto, para nanofluidos com composições distintas de nanopartículas de alumina em água, comportamentos similares ao do presente estudo também são observados na literatura. No caso do ângulo de contato, verificou-se seu decréscimo com o incremento da concentração de nanopartículas. Tal resultado coincide com a bibliografia consultada, segundo a qual a molhabilidade do nanofluido se eleva com o incremento da concentração de nanopartículas. / The present study concerns the characterization of thermodynamic and transport properties of nanofluids based on alumina nanoparticles in deionized water. Stable suspensions were obtained using an ultrasonic homogenizer (Sonicator). The following properties were measured: i) thermal conductivity using the linear probe method, ii) dynamic viscosity through a cone-plate rheometer iii) contact angle, based on photographic of nanofluid drops on a flat surface and image processing through a program based on LabVIEW. The methods and experimental procedures were validated by performing measurements properties of pure fluids with well known characteristics. Besides the experimental study, it was performed a comprehensive literature review on thermal conductivity and dynamic viscosity of nanofluids. Experimental results were compared against the data from the literature and the respective predictive methods developed for suspensions of nanofluids and micro solid particles in liquid. Generally speaking, the nanofluid thermal conductivity and dynamic viscosity measured in the present study were higher than the empirical values from the literature and the values given by predictive methods. However, it should be highlighted that although for different compositions of nanofluids behaviors similar to the one observed in this study are also reported in the literature. In case of contact angle, it was found that its value decreases with increasing the nanoparticle volumetric concentration. Such results is coincident with literature reports according to which the nanofluid wettability, given in terms of the contact angle, increases with increasing the nanoparticle concentration.

O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da quitosana nas concentrações de 2,5% e 5,0% na molhabilidade da dentina erodida. 104 espécimes de dentina bovina (7,0x7,0x2,5) foram planificados e polidos, e para o desafio erosivo os espécimes foram imersos em 20mL de ácido cítrico (pH=3.2) sob agitação durante 2h. Os espécimes foram divididos aleatoriamente de acordo com o substrato dentinário: hígido e erodido e subdivididos em 4 grupos (n=10): sem reumidificação (controle), ácido acético a 1%, quitosana a 2,5% e quitosana a 5,0%. Em seguida, uma gota do sistema adesivo Single Bond 2 (3M) foi depositada sobre a superfície de cada espécime. Os ângulos de contato entre a superfície de dentina e o adesivo foram mensurados por meio de um goniômetro. Os outros 24 espécimes foram submetidos à análise da superfície por meio MEV. Os testes estatísticos utilizados foram o teste de normalidade (Kolmogorov-Smirnov) e análise de variância (ANOVA) (p>0,05). Não foram encontradas diferenças entre os ângulos de contato produzidos na dentina erodida reumidificada com quitosana nas concentrações de 2,5% e 5,0%. A solução de quitosana, independente de sua concentração, não influenciou na molhabilidade da dentina erodida. Através de análise em MEV, verificou-se que houve deposição de partículas de quitosana sobre a superfície e no interior dos túbulos dentinários. / The aim of this study to assess the effect of chitosan, in concentrations of 2.5% and 5.0%, on the eroded dentin wettability, followed by analysis of surface morphology by SEM. 104 bovine dentin slabs were ground, polished and then immersed in 20mL of citric acid (pH = 3.2) under continuous stirring for 2h. Specimens were randomly divided according to the dentin substrate: sound and eroded, and then, subdivided into 4 groups (n=10): without rewetting (control), 1% acetic acid, 2.5% chitosan and 5.0% chitosan. Then, a drop of the adhesive system Single Bond 2 (3M) was deposited onto surface of each specimen. The contact angle between dentin surface and the adhesive system was measured by using a goniometer. The other 24 specimens were subjected to analysis under SEM. Statistical analysis was performed using the normality test (Kolmogorov-Smirnov) and Analysis of Variance (ANOVA) (p> 0.05). No differences were found between the angles produced on the eroded dentin re-rewetting with chitosan in the concentrations of 2.5% and 5%. The chitosan solution, regardless of the concentration used, did not influence of the eroded dentin wettability. Through SEM analysis, it was found particles of chitosan deposited on the surface and within the dentinal tubules.

Submitted by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-11-11T14:30:33Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2608900 bytes, checksum: d84a249de88f0e30dd397c603471f675 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-11T14:30:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2608900 bytes, checksum: d84a249de88f0e30dd397c603471f675 (MD5) Previous issue date: 2015-04-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Quasicrystals are materials with unique properties such as high hardness, low surface energy, low coefficient of friction, etc. Due to its high hardness and consequent fragility, the use of quasicrystals becomes limited to coatings and composite materials. This paper is a study of hardness and surface properties of the composite formed by the epoxy matrix and the quasicrystalline reinforcement. The quasicrystalline alloy Al59,2Cu25,5Fe12,3B3 were obtained by melting and made into powder by hand. Then it was ground by high energy milling to reduce the particle size. After milling the powder, it was added in the polymer matrix in volumetric ratios of 1, 10, 20 and 30% where the comparison of the properties was made between the composite of QC on the composite and the pure epoxy resin. For the characterization of quasicristalino powder, we used the X-Ray Diffraction (XRD), Sieve Analysis and Scanning Electron Microscopy (SEM), while for the composite we used the Thermogravimetric Analysis techniques, Shore D hardness test Analysis of the Angle of Contact and SEM. By measuring the contact angle was possible the realization of surface energy calculations and work of adhesion between the constituents. Through this study it is concluded that it was possible to obtain a composite QC / Epoxy with greater hardness and still maintain its surface characteristics. / Os quasicristais são materiais com propriedades únicas, tais como, alta dureza, baixa energia superficial, baixo coeficiente de atrito, etc. Devido a sua alta dureza e consequente fragilidade, o uso dos quasicristais torna-se limitado a revestimentos e em materiais compósitos. Este trabalho consiste no estudo de dureza e de propriedades superficiais do compósito formado pela matriz epoxídica e o reforço quasicristalino. A liga quasicristalina Al59,2Cu25,5Fe12,3B3 foi obtida via fusão e transformada em pó manualmente. Em seguida a mesma foi moída através de moagem de alta energia de modo a diminuir o tamanho de partícula. Após a moagem o pó de QC foi adicionado na matriz polimérica em proporções volumétricas de 1, 10, 20 e 30% onde a comparação das propriedades foi realizada entre os compósitos e a resina epóxi pura. Para a caracterização do pó quasicristalino, utilizou-se as técnicas de Difração de Raio-X (DRX), Análise Granulométrica e Microscopia Eletrônica de Varredura(MEV), já para o compósito foram utilizadas as técnicas de Análise Termogravimétrica, Ensaio de Dureza Shore D, Análise de Ângulo de Contato e MEV. Através da medida do ângulo de contato foi possível a realização dos cálculos de energia de superfície e trabalho de adesão entre os constituintes. Através deste trabalho conclui-se que foi possível a obtenção do compósito QC/Epóxi com maior dureza e ainda assim, mantendo suas características superficiais.