Neste trabalho foram desenvolvidos métodos analíticos para a determinação de lantanídeos por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) e espectrometria de massa com fonte de plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) em diferentes tipos de matrizes: cinza de carvão, sedimento de rio, sedimento do Tibet, fluorita, pilha recarregável do tipo NiMH, água do mar, água doce e vinho tinto. Três diferentes nebulizadores foram investigados para a introdução da amostra no plasma (os nebulizadores microconcêntrico, ultrassônico e pneumático com dessolvatação do aerossol foram comparados). Nas determinações por ICP OES foram monitoradas, pelo menos, duas linhas espectrais por elemento e avaliadas a vazão do gás de nebulização e potência de radiofrequência. Dependendo da matriz da amostra, linhas espectrais adicionais foram monitoradas, devido a interferências da matriz. A vazão do gás de nebulização e a potência de radiofrequência aplicada ao plasma foram variadas conforme o elemento medido e o nebulizador utilizado, tanto para ICP OES quanto para ICP-MS. As interferências causadas pela matriz de cinza de carvão e água do mar foram menores quando foi utilizado o nebulizador ultrassônico. A precisão e exatidão também foram melhores para a maioria dos elementos, quando utilizada a nebulização ultrassônica. Para ambas as técnicas, ICP OES e ICP-MS, os melhores limites de detecção (LDs) foram obtidos mediante os nebulizadores ultrassônico e pneumático com dessolvatação do aerossol. Em relação aos procedimentos de preparo da amostra avaliados para a cinza de carvão, sedimento de rio e sedimento do Tibet, melhores resultados foram obtidos quando se empregou mistura composta por HNO3, HF e H2O2 para decompor a amostra, com posterior adição de H3BO3. No entanto, para a amostra de fluorita a fusão alcalina foi mais eficiente. Já para a pilha NiMH (matriz composta por metais e carbono) a decomposição com água-régia mostrou-se mais eficiente. O procedimento de pré-concentração dos lantanídeos mediante extração no ponto nuvem, utilizando-se como agente complexante o 1-(2-tenoil)-3,3,3-trifluoracetona (2-TTA) e como surfactante o octilfenoxipolietoxietanol (Triton X-114) mostrou-se restrito para amostras de água doce. Isto porque há interferência da matriz na formação dos complexos dos lantanídeos na presença de constituintes de matrizes mais complexas. Também foi desenvolvida metodologia para separação da matriz/pré-concentração dos lantanídeos utilizando-se minicoluna empacotada com 8-HQ (8-hidroxiquinolina imobilizada em vidro de porosidade controlada), com o intuito de diminuir as interferências causadas pela matriz água do mar. Parâmetros tais como pH da amostra, concentração do eluente, vazão da amostra e vazão de eluente foram avaliados. Os limites de detecção obtidos variaram entre 0,42 a 0,09 ηg L-1, enquanto que o fator de enriquecimento variou de 2,06 a 3,68. O método mostrou-se eficiente, com boa precisão (desvio padrão relativo entre 2,5 a 10%) e exatidão (recuperação entre 88 a 98%). Para cada ciclo de pré-concentração foram utilizados 3 mL da amostra e o tempo de pré-concentração e determinação foi 8 minutos. O efeito de matriz e do solvente orgânico com respeito à determinação dos lantanídeos foi também investigado mediante análise de vinho. A amostra de vinho tinto foi preparada através de sonicação e digestão ácida. Os melhores resultados foram obtidos mediante sonicação com sonda por 90 s e a amostra diluída 10 vezes. Neste caso, a solução da amostra de vinho foi introduzida no plasma mediante sistema de injeção em fluxo (FI) acoplado ao nebulizador pneumático com sistema de dessolvatação. Mediante análise multivariada os vinhos puderam ser discriminados de acordo com os países de origem na América do Sul, independentemente do tipo da uva, com exceção dos vinhos chilenos. / This work deals with the development of methods for lanthanides determination by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) in different matrices: coal fly ash, river sediment, Tibet sediment, sea water, fluorite, nickel-metal hydride (NiMH) battery, fresh water and red wine. Three different nebulizers were investigated for sample introduction into the plasma (pneumatic nebulizer, ultrasonic nebulizer and pneumatic nebulizer/aerosol desolvation were compared). Two spectral lines per element were at least monitored for determinations using ICP OES. The nebulizer gas flow rate and plasma power were evaluated. Depending on the sample, additional spectral lines needed to be monitored due to matrix interference. The nebulizer gas flow rate and RF power applied varied according to the element measured and nebulizer used, for both ICP OES and ICP-MS techniques. Matrix interference caused by coal fly ash and sea water was lower when ultrasonic nebulization was used. The precision and accuracy were also better for most elements by using ultrasonic nebulization. For both ICP OES and ICP-MS techniques, better limits of detection (LODs) were obtained using ultrasonic nebulization and pneumatic nebulization/aerosol desolvation. In relation to the sample preparation procedures evaluated for coal fly ash, river sediment and Tibet sediment, better results were obtained when HNO3, HF and H2O2 were used followed by addition of H3BO3. However, fluorite was more efficiently decomposed by using alkaline fusion. On the other hand, aqua regia was more efficient for nickel-metal hydride (NiMH) batteries decomposition. Pre-concentration of lanthanides by cloud point extraction, using 1-(2-thenoyl)-3,3,3-trifluoraceton (2-TTA) as complexant and octylphenoxypolyethoxyethanol (Triton X-114) as surfactant, revealed to be feasible only for lanthanides in fresh water. Matrix interference was observed for others materials and samples. Matrix separation/pre-concentration of lanthanides using minicolumn packed with 8-HQ (8-hydroxyquinoline immobilized on controlled pore glass) was also investigated. Parameters such as pH, eluent concentration, sample and eluent flow rate were evaluated. The LODs obtained ranged from 0.42 to 0.09 ηg L-1, while the enrichment factor ranged from 2.06 to 3.68. The method proved to be efficient, with good precision (relative standard deviation between 2.5 and 10%) and accuracy (recovery between 88 to 98%). For each cycle of pre-concentration 3 mL of sample were used, while the time needed for pre-concentration and determination was 8 minutes. The effect of matrix and organic solvent with respect to lanthanides determination using ICP-MS was also investigated by analysis of red wine. Ultrasound and acid digestion were used for sample preparation. Best results were obtained by sonication with a probe for 90 s and sample 10-fold diluted. The wine sample solution was introduced into the plasma using flow injection (FI) and pneumatic nebulization/aerosol desolvation. By multivariate analysis the wines could be discriminated according to the country of origin in South America, regardless of the type of grape, with the exception of Chilean wines.

In this work, we have investigated experimentally and theoretically the process of frequency upconversion at low temperatures in rare earth doped vitreous samples. A sample of chalcogenide glass doped with erbium ions (Er3+) was pumped with a laser source at 1.54 μm. We have observed, at room temperature, three different emission bands around 530 nm, 555 nm and 670 nm, originating from the excited state erbium levels 2H11/2, 4S3/2 and 4F9/2 to the 4I15/2 ground-state, respectively. A cryogenic system cooled the sample down to 4 K, and we have recorded many spectra in this range of temperature. We have observed relative increase in the intensity of the green fluorescence, which comes from the level 4S3/2, and also the vanishing emission of the 530 nm line around 210 K. For all emission lines, the frequency upconversion process has been accounted for with three photons absorbed from the pumping source, but saturation effects were observed above 10 mW of incident power. We have made a theoretical treatment of the experimental data and a numeric simulation, which has revealed that the observed behaviors are related to processes that involve step-wise photon absorption and phonon assisted nonradiative decay, both dependent on the temperature and phonon energy of the sample. We also present, in the third chapter, an analytic treatment of pulse propagation in nonlinear media. We have used a variational approach to predict the behavior of an optical pulse propagating in the vicinity of a two-photon resonance, where the third order nonlinearities may be enhanced and limits optical devices development. A possible solution for the problem is the propagation of a pulse with suitable profile and frequency chirp resulting in a balancing of the nonlinear effects. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, investigamos experimental e teoricamente o processo de conversão ascendente de freqüências, a baixas temperaturas, em matrizes vítreas dopadas com íons terras raras. Uma fonte laser em 1,54 μm foi utilizada para bombear uma amostra de vidro calcogeneto dopada com érbio (Er3+). O espectro de emissão à temperatura ambiente apresentou três linhas bem distintas: 530 nm, 555 nm e 670 nm, correspondentes à transições provenientes dos níveis 2H11/2, 4S3/2 e 4F9/2 para o estado fundamental 4I15/2, respectivamente. Um sistema criogênico foi utilizado para resfriar a amostra até 4 K e o espectro emitido pela mesma foi coletado em diversas temperaturas. Observamos um aumento relativo na intensidade da fluorescência verde do nível 4S3/2 e o desaparecimento da emissão da linha em 530 nm próximo de 210 K. Para todas as linhas emitidas, o processo de conversão ascendente de freqüências pode ser descrito considerando-se absorção de três fótons do bombeamento, entretanto efeitos de saturação foram observados acima de 10 mW de potência incidente. Fizemos um tratamento teórico dos dados e uma simulação numérica, a qual mostrou que os comportamentos observados estão relacionados a processos que envolvem absorção seqüencial de fótons e decaimentos não radiativos multifônons, ambos dependentes da temperatura e da energia de fônons do sistema. Apresentamos, ainda, no terceiro capítulo dessa dissertação, um tratamento analítico de propagação de pulsos em meios não lineares. Utilizamos a análise variacional para prever o comportamento de um pulso óptico se propagando num meio não linear com energia próxima à ressonância de dois fótons, onde o aumento dos efeitos não lineares torna-se um fator limitante ao desenvolvimento de dispositivos ópticos. Uma possível solução para o problema é a propagação de um pulso com um perfil apropriado e uma varredura de fase dependente da intensidade, de modo que os efeitos não lineares sejam balanceados e o mesmo se propague como uma onda solitária.

PINHEIRO, Hudson Pacheco. Oscilador de Dirac: cenário para um estudo de um sistema de dois níveis. 2009. 58 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-04T18:27:36Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_hppinheiro.pdf: 441836 bytes, checksum: c589381b3cd54d223a335b8a2d021c67 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-07T16:57:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_hppinheiro.pdf: 441836 bytes, checksum: c589381b3cd54d223a335b8a2d021c67 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-07T16:57:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_hppinheiro.pdf: 441836 bytes, checksum: c589381b3cd54d223a335b8a2d021c67 (MD5) Previous issue date: 2009 / Nesta dissertação, estudamos como se comporta o modelo do oscilador de Dirac, inserido em um sistema de dois níveis, ao interagir com o campo eletromagnético externo, desconsiderando a quantização do campo (teoria semiclássica). Para tal, obtemos as funções de inversão de população de energia e de spin em três situações gerais: sem termos que violam a simetria de Lorentz; com a introdução de um termo CPT-ímpar que quebra a simetria vetorial de Lorentz; com a introdução de um termo CPT-ímpar que quebra a simetria de Lorentz por meio de um acoplamento axial. Em seguida, analisamos o caso especial da ressonância entre o sistema e o campo incidente. Nesse caso, toda a influência do oscilador de Dirac foi perdida e as funções de inversão de população de energia e de spin reduziram-se aos resultados encontrados na literatura científica.

SABÓIA, Karlo David Alves. Estudo do desempenho de filtros acústicos-ópticos sintonizáveis como componentes biestáveis e sua utilização na criptografia em redes ópticas. 2009. 138 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-15T17:52:52Z No. of bitstreams: 1 2009_tese_kdasaboia.pdf: 1920593 bytes, checksum: 4fd70f8b99a1d192f94bef6debcb1a7a (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-21T20:34:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_tese_kdasaboia.pdf: 1920593 bytes, checksum: 4fd70f8b99a1d192f94bef6debcb1a7a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-21T20:34:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_tese_kdasaboia.pdf: 1920593 bytes, checksum: 4fd70f8b99a1d192f94bef6debcb1a7a (MD5) Previous issue date: 2009 / The performance of acoustic-optic tunable filters (AOTF) as a bistable component, applied to cryptography in optical networks, has been studied with analytical and numerical methods. Initial investigations of such filters highlighted their main transmissions, and analyzed their behavior by nonlinear effects with formation of optical bistability when a feedback was introduced in the system. Subsequently, it was proposed the use of an AOTF device, together with simultaneous modulation of ultrashort pulses by position (PPM) and amplitude (PAM), for generation of a cryptographic system for application in optical networks. Numerical simulations were performed using the Runge-Kutta fourth order method. The results for the study of bistability showed the dependence of the hysteresis curve with respect to the product of coupling constant by the length of the device and the conversion power-coupling constant factor (G). It was shown that the range of bistability varies significantly with both G and the product of coupling constant by the length of the device. The variation of the product of coupling constant by the length of the device directly increases the size of the bistability range while the increase in G causes the bistability occurrence for initial powers to decrease. The results obtained in the study of the AOTF as a cryptographer showed that it is possible to define a pair of parameters, called PPM/PAM pair, directly related to the modulations used in the process, which will serve as key to communications between two users in an optical network. The device would be used to encode and decode data. / O Estudo do Desempenho de Filtros Acústico-Ópticos Sintonizáveis (AOTF) como Componentes Biestáveis e sua Utilização na Criptografia em Redes Ópticas apresenta, primeiramente, um estudo analítico e numérico de tais filtros destacando suas principais propriedades de transmissão e analisando seu comportamento devido aos efeitos não-lineares e o surgimento da biestabilidade óptica quando um sistema de feedback é introduzido. Em seguida, propõe o uso do AOTF, somado à modulação de pulsos ultracurtos por posição (PPM) e por amplitude (PAM), simultaneamente, para gerar um sistema criptográfico a ser utilizado em redes ópticas. As simulações numéricas foram realizadas utilizando-se o método de Runge-Kutta de Quarta Ordem. Os resultados obtidos para o estudo da biestabilidade mostraram a dependência da curva de histerese com relação ao produto da constante de acoplamento pelo comprimento do dispositivo e ao fator de conversão potência-constante de propagação (G). Mostrou-se que o intervalo da biestabilidade varia significativamente tanto com G como com produto da constante de acoplamento pelo comprimento do dispositivo, mas suas contribuições são diferentes. A variação do produto da constante de acoplamento pelo comprimento do dispositivo aumenta o tamanho do intervalo da biestabilidade, enquanto que o aumento de G faz com que a biestabilidade ocorra para potências iniciais cada vez menores. Os resultados obtidos no estudo do AOTF como criptógrafo mostraram que é possível definir um par de parâmetros, chamado par PPM/PAM, diretamente relacionado com as modulações usadas no processo, que servirá como elemento fundamental para a comunicações entre dois usuários em uma rede óptica usando um AOTF para codificar a mensagem e outro para decodificar.

Neste trabalho é proposta a determinação de elementos terras raras (REE) em coque de petróleo por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES), após diferentes métodos de preparo de amostra. Para decomposição por via seca, foram avaliadas diferentes temperaturas para o procedimento (800 a 1100 ºC) e quantidade de amostra (0,5 e 2 g). Todas estas condições se mostraram adequadas para aplicação do método e foi necessária uma etapa de filtração previamente as determinações por ICP OES. Para a decomposição por via úmida assistida por radiação micro-ondas (MAWD), parâmetros como a massa de amostra (250, 375 e 500 mg) e uso de HNO3, associado ou não ao H2O2, foram avaliados. Foi observado que a adição de H2O2 não melhorou consideravelmente a decomposição da amostra (verificada pela determinação do teor de carbono residual nos digeridos) quando 375 mg de amostra foram decompostos e por isso este reagente não foi empregado em estudos posteriores. A aplicação do método MAWD exigiu a diluição da solução da amostra (pelo menos 2 vezes) para atenuar interferências na etapa de determinação por ICP OES. Para avaliação da combustão iniciada por micro-ondas (MIC) foram estudadas diferentes concentrações de HNO3 como solução absorvedora (2,3, 4,7 e 7,0 mol L-1) e massas de amostra (200, 375 e 500 mg). Com uso da MIC resultados similares foram obtidos segundo a análise de variância (ANOVA) ao nível de confiança de 95%, entre as soluções absorvedoras avaliadas. Para 200 mg, foram encontrados resultados mais concordantes com os anteriormente obtidos por outros métodos. Dos quatorze elementos estudados, apenas as concentrações de La e Ce nas amostras de coque de petróleo eram maiores que os limites de quantificação dos métodos utilizados. Em relação à etapa de determinação por ICP OES, parâmetros como potência do plasma e vazão do gás de nebulização para diferentes nebulizadores (com e sem sistema de dessolvatação do aerossol) foram otimizados, sendo que o nebulizador com sistema de dessolvatação foi capaz de reduzir em, aproximadamente, cinco vezes os limites de detecção. Além disso, foram investigadas algumas possíveis interferências e a adequabilidade da calibração por padronização interna. A exatidão dos resultados foi avaliada por meio de ensaios interlaboratoriais e comparação dos resultados obtidos com os anteriormente encontrados mediante análise por ativação neutrônica. / In this work, the determination of rare earth elements (REE) is proposed in petroleum coke samples by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP OES) after several sample preparation methods. For sample digestion by dry ashing, variable temperatures (800 to 1100 ºC) and sample mass (0.5 to 2 g) were investigated. All operational conditions evaluated were suitable for sample digestion and it was necessary to apply a filtration step previous analytes determination by ICP OES. For microwave-assisted wet digestion (MAWD) parameters as sample mass (250, 375 and 500 mg) and the use of HNO3, combined or not with H2O2 were evaluated. It was observed that the use of H2O2 did not change the efficiency of sample digestion (verified by the residual carbon content in digests) when 375 mg of sample were digested and due this, this reagent was not used in further studies. The use of this method (MWAD) requires a dilution step (at least 2 times) to minimize interferences in determination step by ICP OES. For evaluation of microwave-induced combustion (MIC) method variable concentration of HNO3 was investigated as absorbing solution (2.33, 4.67 and 7.00 mol L-1) and sample mass (200, 375 and 500 mg). Similar results (ANOVA, confidence level of 95%) were obtained for all absorbing solutions evaluated and the sample mass of 200 mg presented better agreement with results obtained by other sample preparation methods. Among the analytes investigated, only La and Ce were quantified in the petroleum coke samples using the sample preparation methods evaluated. Regarding the analytes determination by ICP OES, parameters as radiofrequency power and nebulization gas for different nebulizers (with and without desolvation system) were optimized and the nebulizer with desolvation system was capable to reduce the limits of detection, at least, five times. Additionally, some possible interferences and the suitability of the internal standardization procedure for calibration were investigated. The accuracy of results was evaluated by comparison with results obtained with those informed by other laboratory and by neutron activation analysis.

As vantagens e os efeitos da adição de uma pequena quantidade de nitrogênio (N2) ao canal central do plasma indutivamente acoplado de argônio (Ar-ICP), com vista de observação axial, na espectrometria de emissão óptica (OES) foram investigados neste trabalho. A quantidade de N2, a vazão do gás nebulizador, a potência de radiofrequência (RF) aplicada e a taxa de aspiração da amostra foram avaliadas e comparadas para dois sistemas de introdução da amostra no plasma: nebulização pneumática com desolvatação do aerossol e nebulização pneumática convencional. Foi observado que a adição de N2 não atua no processo de nebulização ou transporte do aerossol até a fonte de excitação (ICP), mas sim modifica transferências energéticas no plasma. A maior condutividade térmica do N2 em comparação ao Ar modifica as distribuições energéticas no ICP, como demonstrado pelos sinais de emissão das linhas de Ar e emissão do Na. A razão Mg(II)-280,270 nm/Mg(I)-285,213 nm foi utilizada como parâmetro de diagnóstico para a robustez do plasma. Adicionando-se 20 mL min-1 de N2 ao gás nebulizador, aumentou-se a robustez do mesmo consideravelmente e reduziu-se os efeitos de matriz causados por elementos facilmente ionizáveis (Na, K e Ca). Para 40 linhas espectrais avaliadas, foi observado que as linhas iônicas são, em geral, mais afetadas que as linhas atômicas. Os limites de detecção, a precisão, a sensibilidade e a linearidade das curvas de calibração obtidas usando-se o plasma de composição mista (N2-Ar-ICP) foram similares aos obtidos usando-se o plasma convencional de argônio (Ar-ICP). A análise de cinco materiais de referência diferentes revelou que a exatidão não é degradada pela adição de N2 ao Ar-ICP. Além disso, foi possível determinar as concentrações de diversos elementos em suspensão de arroz, introduzida diretamente no ICP. Sendo assim, o plasma de composição mista é uma fonte de excitação apropriada para análise de matrizes complexas em ICP OES. / In this study, the advantages and effects of adding small amounts of N2 into the central channel of the Ar-ICP for axially viewed inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) were investigated. The N2 flow rate, nebulizer gas flow rate, RF power and sample uptake rate were evaluated for two different sample introduction systems: a conventional pneumatic nebulizer (PN) and a pneumatic nebulizer with aerosol dessolvation (PN/DES). It was observed that N2 neither affected solution nebulization nor aerosol transport but modified the ICP characteristics as demonstrated by argon and sodium emission. The ratio Mg(II)-280.270 nm/Mg(I)-285.213 nm was used as a diagnostic tool for plasma robustness. By adding 20 mL min-1 of N2 to the nebulizer gas, the ICP robustness increased significanlty and matrix effects caused by easily ionized elements (Na, K and Ca) were mitigated. For 40 spectral lines evaluated, it was observed that the emission signals of ionic lines were in general more affected by N2 than those of atomic lines. Detection limits, precision, sensitivity and linearity of calibration curves obtained using the mixed-gas plasma (N2-Ar-ICP) were almost similar to those obtained using the standard Ar-ICP. The analysis of five different certified reference materials revealed that accuracy was not degraded by adding N2 to the Ar-ICP. In addition, toxic and essential elements were quantified in rice slurry, which was directly introduced in the mixed-gas ICP using PN. The results obtained suggest that the mixed-gas plasma is an appropriate excitation source for complex matrices analysis using ICP OES.

Estudos relacionados com a espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) foram realizados para investigar os efeitos e benefícios da adição de N2 ao ICP, através de diferentes sistemas de introdução da amostra no ICP. Perfis das intensidades de emissão de Mg(I) 285,213 nm, Mg(II) 280,270 nm e Ar(I) 420,069 nm foram coletados ao longo e transversalmente ao eixo do ICP em ambas as atmosferas (Ar e Ar-N2). Estes perfis indicaram um plasma mais energético próximo e acima da bobina de indução e um canal central mais largo e uniforme quando N2 foi adicionado ao gás nebulizador. Medindo-se a robustez (Mg(II) 280,270/Mg(I) 285,213) transversalmente ao eixo do ICP foi observada baixa eficiência de acoplamento, que foi significativamente melhorada com adição do N2. Os perfis também sugeriram que o N2 adicionado possui baixa probabilidade de difusão para fora do canal central do ICP. As melhores condições de excitação foram confirmadas pelo cálculo da temperatura de excitação ao longo do canal central do ICP mediante a intensidade de emissão de várias linhas iônicas do Fe, que indicaram um aumento de 7480 K para 7910 K. A efetividade da maior robustez conferida pelo N2 foi demonstrada pela análise de água do mar em diferentes diluições, sendo a supressão do sinal do analito minimizada com a adição de N2 A robustez revelou ainda que em condições de plasma parcialmente seco a dissociação do N2 ocorre a distâncias próximas da bobina de indução, o que não é observado em condições de plasma úmido, onde esse gás permanece em sua forma molecular por uma distância maior. Através dos sinais de emissão do Ba, demonstrou-se que existe uma sobrepopulação de espécies metaestáveis de argônio (Arm) na presença da vazão de N2. Reações de transferência de carga entre Ar e espécies N+/N2 + mostraram ser seletivas, sendo a última espacialmente dependente, evidenciada experimentalmente. A exatidão foi avaliada através de análise de materiais de referência certificados (água, solo e sedimentos), com concordância entre os valores certificados e obtidos experimentalmente, demonstrando que as espécies moleculares geradas a partir do N2 adicionado não afetam a exatidão dos resultados. Os limites de detecção (LDs) computados para ambos os plasmas (Ar-ICP e Ar-N2 ICP) foram comparáveis e com isso concluiu-se que a adição de uma pequena vazão de N2 (20 mL min-1 no gás nebulizador) é um modo simples de aumentar a robustez do Ar-ICP, sem sacrificar a sensibilidade e exatidão Além disso, resultados mais exatos foram obtidos na análise direta de solos por vaporização eletrotérmica espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ETV-ICP OES), enquanto que a adição de N2 (0,40 L min-1) no gás principal, conjuntamente com 20 mL min-1 N2 como sheathing gás. Com isso, a área dos sinais transientes aumentou 3 vezes e os LDs diminuíram 10 vezes, melhorando o desempenho da técnica de ETV-ICP OES. Foi observado que para diferentes linhas espectrais de Ar avaliadas, aquelas com energia de 11,55 eV são as mais adequadas para padronização interna em ETV-ICP OES. Melhorias proporcionadas pelo N2 adicionado foram também observadas na análise direta de filtros de ar atmosférico pela mesma técnica, com otimização multivariada dos principais parâmetros (freon, gás by-pass e gás carreador), resultando em sinais transientes mais estreitos e LDs cerca de uma ordem de magnitude melhores. / Investigations related to inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) were conducted to compute the effects and benefits of adding N2 to the ICP using different sample introduction systems. Emission profiles of Mg(I) 285.213 nm, Mg(II) 280.270 nm and Ar(I) 420. 069 nm intensities were collected along and transverse to the ICP axis in both atmospheres (Ar and Ar-N2). These profiles indicated a more energetic ICP near and above the induction coil and a wider and uniform central channel when N2 was added to the nebulizer gas. By measuring the robustness (Mg(II) 280.270/Mg(I) 285.213) across the ICP axis, low coupling efficiency was observed, which was significantly improved with addition of N2. The profiles also suggested that the N2 added has a low probability of diffusion outside the ICP axis. The best excitation conditions were confirmed by accessing excitation temperature along the central channel of the ICP. To this end, the intensities of several Fe(II) lines were measured, which indicated the temperature increased from 7480 K to 7910 K by adding a low flow of N2 in the central channel of the ICP. The effectiveness of the greater robustness conferred by the N2 was demonstrated by the analysis of seawater at different dilutions, with decreasing of the analyte signal suppression with the addition of N2 The robustness also revealed that the dissociation of N2 in partially dry plasma occurs at distances near the induction coil, which is not observed in humid plasma. In this case, the gas remains in its molecular form by a greater distance in the ICP. By means of the emission signals of Ba, it has been shown that there is an overpopulation of metastable Ar species (Arm) in the presence of the N2 flow rate. Charge transfer reactions between Ar and N+/N2+ species were presumed to be selective where the latter is spatially dependent as experimentally evidenced. The accuracy was evaluated by analysis of certified reference materials (water, soil and sediments), with agreement between the certified and experimental values, indicating that molecular nitrogen species induced by N2 do not affect the accuracy of the results. The limits of detection (LDs) for both plasmas (Ar-ICP and Ar-N2 ICP) were comparable and it was concluded that the addition of a small N2 flow (20 mL min-1 in the nebulizer gas) is a simple way to increase the robustness of the Ar-ICP without sacrificing sensitivity and accuracy. In addition, more accurate results were obtained in solid sampling analysis of stainless steel by electrothermal vaporization-inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ETVICP OES) when 0.40 L min -1 of N2 were added to the principal gas, together with 20 mL min- 1 of N2 as sheathing gas As a result, the transient signals increased 3-fold whereas the LDs decreased 10-fold, improving the performance of the technique. It was observed that for different Ar spectral lines evaluated, those with ground state energy of 11.55 eV are the most adequate for internal standardization in ETV-ICP OES. Improvements provided by the N2 added were also observed in solid sampling analysis of atmopheric air filters by the same technique, with multivariate optimization of the main parameters (freon, by-pass gas and carrier gas), resulting in narrower transient signals and LDs circa an order of magnitude better.

Criado em 2001 e patenteado com o nome LiTraCon (Light Transmitting Concrete), o concreto translúcido é um material inovador que proporciona uma quebra de paradigma na utilização de matrizes à base de cimento. Apesar de ser chamado originalmente de concreto translúcido, o material é constituído por uma mistura de argamassa com adição de FOP (fibra óptica polimérica). Um aspecto ainda desconhecido é o efeito desta adição na mistura. Segundo a própria empresa fabricante, o material atinge altas resistências à compressão, entretanto não é mencionado qualquer comparativo com um testemunho, sem a adição de fibra. O principal questionamento levantado neste trabalho é se as boas propriedades mecânicas do material translúcido obtido não poderiam ser atribuídas a um traço rico em cimento ao invés da adição de FOP? Esta pesquisa tem como objetivo principal avaliar a influência estética e mecânica da fibra óptica polimérica em blocos de argamassa. Dessa forma foram executadas diferentes famílias de blocos translúcidos variando o teor (0; 2; 3,5 e 5%) e o tipo de organização (ordenado ou aleatório) das FOP´s. Atualmente, são poucos os trabalhos na literatura estrangeira que possuem dados técnicos e comparativos, sendo de difícil acesso. A grande maioria são publicações limitando-se a dizer que o material é inovador, com resistência à compressão e tração satisfatórias e suas diversas aplicações tanto na construção civil, quanto na arquitetura de interiores. Os resultados obtidos mostraram que a adição da FOP estatisticamente, em relação ao corpo de prova testemunho (0% de fibra), diminuiu a resistência à compressão, tração na flexão e aumentou a absorção de água por capilaridade. Entretanto, esta minoração das propriedades mecânicas não impossibilita a adoção do material na construção civil (para compósitos com até 5% de fibra óptica polimérica), pois os CP´s ainda continuaram com um comportamento considerado satisfatório. Este trabalho pretende contribuir para ampliar o conhecimento deste novo material para aqueles que pretendem reproduzi-lo na indústria nacional. / Created in 2001 and patented under the name LiTraCon (Light Transmitting Concrete), translucent concrete is a material that provides a paradigm shift in the use of cement-based matrices. Despite being originally called translucent concrete, the material is made of a mixture of mortar with addition of POF (polymer optical fiber). A still unknown is the effect of this addition into the mix. According to the manufacturer, the material reaches high strength to compression, however is not mentioned any comparison with a witness, without the addition of fiber. The main question raised in this paper is whether the good mechanical properties of translucent material obtained could be attributed to a rich mixture in cement instead of an addition of POF. This research has as main objective to evaluate the mechanical and aesthetic influence of polymer optical fiber in mortar blocks. In this way were performed different families of translucent blocks varying the content (0; 2; 3.5 and 5%) and organization (ordered or random) of POF´s. Currently, there are few articles in the foreign literature that have technical and comparative data, being difficult to access. The vast majority are publications telling that the material is innovative, with good resistance to compression and traction and its various applications in civil construction and interior architecture. The obtained results showed that the addition of POF statistically, relative to the body of evidence testimony (0 %of fiber), decreased resistance to compression, traction on flexion and increased water absorption by capillarity. However, this decrease of the mechanical properties do not preclude the adoption of the material in civil construction (for composites with up to 5% of polymer optical fiber), because the samples still continued with a behavior considered good. This work aims to contribute to broaden the knowledge of this new material for those who want to manufacture it in the national industry.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-02-08Bitstream added on 2014-06-13T20:14:05Z : No. of bitstreams: 1 sabaris_tpp_me_rcla.pdf: 3208215 bytes, checksum: 338f71066b13421e89faae60fd4c23ea (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho descreve sistematicamente a preparação de xerogéis de sílica dopados com rodamina B utilizando em baixa temperatura (ambiente), o processo sol-gel. As amostras foram obtidas após a sono-hidrólise do tetraetilortosilicato [TEOS, Si(OC2H5)4], em meio ácido pH~2, (HCl). A dopagem foi realizada adicionando-se soluções alcoólicas de rodamina previamente definidas à solução hidrolisada e o pH ajustado para ~ 5 (NH4OH). A secagem e o envelhecimento foram realizados à temperatura de 40 ºC por até 90 dias. Os xerogéis foram tratados em temperaturas de até 500 º em atmosfera de Hélio e Oxigênio. As caracterizações foram realizadas através da Espectroscopia de Absorção e Emissão UV/Vis , Infravermelho e Análise Térmica Diferencial (DTA). Os espectros de absorção apresentam bandas centradas em 557 nm e mostra o máximo de intensidade para as amostras sem tratamento térmico. Comportamento semelhante foi observado para os espectros de emissão. O espectro de infravermelho foi feito para o pó de rodamina puro e para o xerogel dopado e encontro-se que a maioria dos picos presentes para o pó puro eram ausentes no espectro do xerogel. Estudos de Análise Térmica Diferencial (DTA) foram realizados e não se pbservou nenhum pico associado à presença do corante no xerogel. / This work describe systematically the preparation of rhodamine B doped silica xerogels using the low temperature sol-gel process. The samples were obtained after hydrolysis under ultrasonic stimulation of tetraethylorthosilicate [TEOS, Si(OC2H5)4], in acid conditions pH~2, (HCl). The doping was carried out adiction of ethanolic rhodamine B previously defined to the hidrolysis solution and the pH of resulting sol was adjusted to ~5 (NH4OH). The drying and aging of samples were carried out at 40 ºC for until 90 days. The xerogels were treated in temperatures of until 500 ºC in atmospheres of Helium and Oxygen. The characterizations were carried out through Spectroscopy of Absorption and Emission UV/Vis, Infrared and Differential Thermal Analysis (DTA). Absorption spectra shows bands centered at 557 nm and shows maximum intensity for samples without treatment thermal. Identical behavior was observed in the emission spectra. IR spectra were taken for pure rhodamine powder and rhodamine doped silica xerogels and found that most of the peaks present in pure rhodamine powder spectrum were absent in the spectra of trapped rhodamine SiO2 xerogels. Studies of Thermal Differential Analysis (DTA) were carried out and no peaks were associated to the presence of the dye in the xerogel.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJPCL.PDF: 1080081 bytes, checksum: 07c76f2cdbae84f911a239fe1765ffbe (MD5) Previous issue date: 2006-02-24 / Universidade Federal de Sao Carlos / On this thesis some aspects of relaxation processes and decoherence processes using deformed algebras of the harmonic oscillator, particularly the generalized deformed algebra (GDA algebra) and Kerr algebra were studied.Two situations were considered for this study: a) The system of interest is described as a non-linear harmonic oscillator interacting with a dissipative environment (thermal reservoir), b) the system of interest ( non deformed harmonic oscillator) interacts with a thermal reservoir described by a group of nonlinear quantum harmonic oscillators. An interesting result was found for the two situations , where we notice that the master equation and the expressions found, show the strong dependence of the nonlinearity introduced by the deformed algebra. On case (b) the obtained equations have a form identical to the nondeformed equations, but show new nonlinear coefficients not obtained in the reading.The influence of the reservoirs nonlinearity is noticed in the coefficients found. The phenomenon of decoherence, considered the thermal nonlinear reservoir and the compressed air reservoir that were studied. The master equation that rules the dynamics of the system and an estimated a time of decoherence were obtained , along with important results. It was observed that when there is an increase on the deformed parameter there is also an increase on the decoherence time, showing the nonlinearity contained in the reservoir acts in a significant way over the time of decoherence of the system. / Nesta tese nós estudamos alguns aspectos dos processos de relaxação e de decoerência utilizando as álgebras deformadas do oscilador harmônico, particularmente a álgebra deformada generalizada (GDA álgebra) e álgebra tipo Kerr. Para este estudo consideramos duas situações: (a) O sistema de interesse é descrito como um oscilador harmônico quântico não-linear interagindo com um meio dissipativo (reservatório térmico), e (b) O sistema de interesse (oscilador harmônico quântico sem deformação) interage com um reservatório térmico descrito por um conjunto de osciladores harmônicos quânticos não-lineares. Resultado interessante foi encontrado para as duas situações estudadas, onde observamos que a equação mestra e as expressões obtidas, mostram forte dependência da não-linearidade introduzida pela álgebra deformada. Para o caso (b) as equações obtidas possuem forma idêntica as equações sem deformação, mas apresentam novos coeficientes não-lineares ainda não obtidos na literatura. A influência da não-linearidade do reservatório é observada nos coeficientes encontrados. Também estudamos o fenômeno da decoerência considerando o reservatório térmico não-linear e o reservatório comprimido nãolinear. Obtemos a equação mestra que rege a dinâmica do sistema e estimamos o tempo de decoerência, onde obtemos um resultado importante. Para o tempo de decoerência observamos um crescimento do tempo a medida que os parâmetros de não-lineridade da álgebra crescem, mostrando que não-linearidade contida no reservatório age de maneira significativa sobre o tempo de decoerência do sistema.