Made available in DSpace on 2018-08-01T22:30:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7772_Tese final Valdi Antonio Rodrigues Jr.pdf: 4573743 bytes, checksum: 65d59e55872519311f6f9dd3665f4cfe (MD5) Previous issue date: 2014-05-23 / Nesta tese será descrito o desenvolvimento do supercondutor Hg0.82Re0,18Ba2Ca2Cu3O8+x preparado com o filme espesso do precursor de Ba2Ca2Cu3O5+d depositado no substrato de PrBa2Cu3O7 com a técnica de Ablação a Laser. A incorporação do mercúrio no filme espesso de precursor foi realizada utilizando a técnica do encapsulamento de tubo de quartzo com a atmosfera de mercúrio. Foram feitas medidas de corrente crítica DC abaixo da temperatura crítica do material, determinando a densidade de corrente crítica em função da temperatura. O comportamento geral desta relação confirma que o filme espesso supercondutor (Hg,Re)-1223, assim como o bulk, é uma junção de grãos classificado como supercondutor-isolante-supercondutor (SIS). Após as medidas de corrente crítica, o filme espesso supercondutor não apresentou nenhuma degradação ou perda estequiométrica e sua temperatura crítica não mudou após o teste. Levando-se em conta o valor da corrente crítica do filme espesso e comparando com a amostra em bulk, o que sugere que o desenvolvimento descrito pode ser aplicado para produzir dispositivos eletrônicos como limitadores de corrente e bolômetros baseados no filme da cerâmica supercondutora de (Hg,Re)-1223.

O desenvolvimento de sistemas laser com pulsos ultracurtos trouxe a possibilidade de usinagem de estruturas muito pequenas em praticamente qualquer tipo de material. Neste trabalho foi dada continuidade a estudos já iniciados no Centro de Lasers e Aplicações (CLA) com os materiais dielétricos, introduzindo a largura temporal dos pulsos laser como mais uma variável e utilizando os conhecimentos adquiridos para a determinação de limiares de ablação e parâmetros de incubação em alguns metais como: aço AISI 1045, aço inoxidável VI138, cobre eletrolítico e molibdênio. A ausência de calor no processo de ablação dos metais torna-se muito difícil, pois a criação de uma camada de íons é muito prejudicada pela mobilidade eletrônica ao seu redor. Assim a ablação de metais com pulsos ultracurtos, tem como principal mecanismo a explosão de fase associada a outros processos que também contribuem na ablação, porém em menor escala, como a explosão coulombiana e a fusão ultrarrápida. Além disso, propriedades como a constante de acoplamento elétron-fônon e a condutividade térmica assumem um papel importante e devem ser levadas em conta na investigação do processo de ablação dos metais. Este trabalho possibilitou a obtenção de parâmetros de operação nos quais o calor transferido para a rede é minimizado, possibilitando a microusinagem de precisão e alterações controladas na morfologia da superfície de diversos metais. Os resultados propiciaram assim condições para novos desenvolvimentos e aplicações práticas de usinagem com pulsos ultracurtos. / The development of laser systems with ultrashort pulses brought the possibility of machining very small structures in virtually any type of material. In this work was continued the studies already started in Lasers and Applications Center (CLA), with dielectric materials, introducing temporal width of the laser pulses as another variable, and using the knowledge acquired to determine ablation threshold and incubation parameters of some metals such as AISI 1045 steel, VI 138 stainless steel, electrolytic copper and molybdenum. The absence of heat in the ablation process of metals is much more difficult since the creation of a layer of ions is greatly impaired by electronic mobility in its vicinity. Hence, the ablation process for metals with ultrashort pulses, has, as main mechanism, the phase explosion associated with other processes that also contribute in the process, but on a smaller scale, such as Coulomb explosion and ultrafast fusion. Moreover, properties such as electron-phonon coupling constant and thermal conductivity play an important role and should be taken into account in investigating the process of ablation of metals. This study made it possible to obtain operation parameter where the heat transferred to the lattice is minimized, enabling precision micromachining and controlled changes in the morphology of the surface of metals. The results provided conditions for new developments and real machining applications with ultrashort pulses.

A Gerência de Rejeitos Radioativos do IPEN já se utiliza da técnica de ablação por laser para descontaminação de peças superficialmente contaminadas por material radioativo. Esta tecnologia, porém, demonstrou grande potencial para caracterização destes rejeitos com o objetivo de levantar o Inventário Radioisotópico de peças. As técnicas atuais para levantar este inventário (esfregaço e modelagem físico-matemática) sofrem de grandes limitações de implementação e de precisão. O objetivo deste trabalho é desenvolver o projeto de uma sonda de ablação por laser acoplada a um módulo de sucção e captura por filtro do particulado ejetado na ablação, permitindo envio do filtro para análise de emissões radioativas para classificação de radioisótopos. / The department Gerência de Rejeitos Radioativos (Radioactive Waste Management) from IPEN has already used the laser ablation technique for superficial decontamination of parts. This technique has also shown great potential for characterization of this waste with the purpose of rising data for the Radioisotopic Inventory of parts. The current techniques for this purpose (wipe sampling and physical modeling) lack the accuracy and practicality. The objective of this study is to develop the project of an instrument of laser ablation engaged with a module for sucking and capturing (by filter) the particulate ejected from the ablation, allowing the filter to be analyzed in laboratory for radioisotopic classification through radioactive emission.

O desenvolvimento de sistemas laser com pulsos ultracurtos trouxe a possibilidade de usinagem de estruturas muito pequenas em praticamente qualquer tipo de material. Neste trabalho foi dada continuidade a estudos já iniciados no Centro de Lasers e Aplicações (CLA) com os materiais dielétricos, introduzindo a largura temporal dos pulsos laser como mais uma variável e utilizando os conhecimentos adquiridos para a determinação de limiares de ablação e parâmetros de incubação em alguns metais como: aço AISI 1045, aço inoxidável VI138, cobre eletrolítico e molibdênio. A ausência de calor no processo de ablação dos metais torna-se muito difícil, pois a criação de uma camada de íons é muito prejudicada pela mobilidade eletrônica ao seu redor. Assim a ablação de metais com pulsos ultracurtos, tem como principal mecanismo a explosão de fase associada a outros processos que também contribuem na ablação, porém em menor escala, como a explosão coulombiana e a fusão ultrarrápida. Além disso, propriedades como a constante de acoplamento elétron-fônon e a condutividade térmica assumem um papel importante e devem ser levadas em conta na investigação do processo de ablação dos metais. Este trabalho possibilitou a obtenção de parâmetros de operação nos quais o calor transferido para a rede é minimizado, possibilitando a microusinagem de precisão e alterações controladas na morfologia da superfície de diversos metais. Os resultados propiciaram assim condições para novos desenvolvimentos e aplicações práticas de usinagem com pulsos ultracurtos. / The development of laser systems with ultrashort pulses brought the possibility of machining very small structures in virtually any type of material. In this work was continued the studies already started in Lasers and Applications Center (CLA), with dielectric materials, introducing temporal width of the laser pulses as another variable, and using the knowledge acquired to determine ablation threshold and incubation parameters of some metals such as AISI 1045 steel, VI 138 stainless steel, electrolytic copper and molybdenum. The absence of heat in the ablation process of metals is much more difficult since the creation of a layer of ions is greatly impaired by electronic mobility in its vicinity. Hence, the ablation process for metals with ultrashort pulses, has, as main mechanism, the phase explosion associated with other processes that also contribute in the process, but on a smaller scale, such as Coulomb explosion and ultrafast fusion. Moreover, properties such as electron-phonon coupling constant and thermal conductivity play an important role and should be taken into account in investigating the process of ablation of metals. This study made it possible to obtain operation parameter where the heat transferred to the lattice is minimized, enabling precision micromachining and controlled changes in the morphology of the surface of metals. The results provided conditions for new developments and real machining applications with ultrashort pulses.

Orientadores: Francisco das Chagas Marques, Carlos Lenz César / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-29T22:06:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VillegasBorrero_NelsonFabian_M.pdf: 7427305 bytes, checksum: 95d120bd4cca81a54f7e8af57dfd2ab5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Neste trabalho foram fabricadas nanopartículas metálicas de prata (NPsM de Ag) em soluções coloidais usando a técnica de ablação à laser. Parâmetros como o comprimento de onda do laser, energia do pulso e a taxa de repetição afetam a distribuição de tamanho das NPsM. Assim, neste trabalho estudamos a influência destes parâmetros sobre o tamanho das NPsM de Ag. Para isto foi feita uma montagem experimantal na qual um alvo de prata é imerso em um líquido e irradiado por um pulso de laser de Nd:YAG para criar soluções coloidais. Foi encontrada uma variação dos picos de absorção entre = 394nm e = 405nm. Segundo a previsão da teoria de Gustav Mie, as variações nos picos tem a ver com a variação na distribuição de tamanhos. Para comprovar estes resultados foi feita uma estimativa do tamanho médio das NPsM de Ag usando a análise de imagens tomadas com o Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e a técnica de Espalhamento Dinâmico da Luz (DLS). O espectro experimental e a teoria de Gustav Mie (simulação feita usando o software mathematica) encontram-se em concordância. As NPsM produzidas foram usadas para medir o efeito de aumento no sinal Raman em superfícies (SERS) encontrando-se que o sinal do espalhamento Raman de corantes usados em diferentes pesquisas (Rodâmina B e N719) aumenta com o uso das NPsM / Abstract: In this work we fabricated silver nanoparticles (Ag NPs) in colloidal solutions with specific sizes. Parameters like laser wavelength, pulse energy and pulse repetition rate affect the distribution of NPs size. In this work we studied the influence of these parameters on the size of Ag NPs. For that purpose we mount a set-up in which a silver target was immersed in liquid and irradiated by Nd:YAG pulsed laser to create different colloids. We found that the absorption peak of these colloids lays between 394nm and 405nm. We estimated a mean size of Ag NPs from images taken by Scanning Electron Microscope (SEM) and Dynamic Ligth Scattering (DLS). The calculated absorption spectra and simulation through Gustav Mie theory (Simulated in Matthemathica software) were in good agreement. The produced NPs were used in Enhacement Raman Spectroscopy (SERS) measurements, finding that the signal of Rhodamina B and N719 Dyes increases using these NPsM / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1247650/2013 / CAPES

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5642.pdf: 1776062 bytes, checksum: da09965abd9a6b2902c7875682004bd4 (MD5) Previous issue date: 2012-11-08 / Universidade Federal de Sao Carlos / Photodynamic Therapy (PDT) is known to be limited to applications in large volume tumours due to its limited penetration. Therefore, the PDT with the Luzitin® photossensitizer as well as a combination of PDT and laser surgery may constitute a potential to destroy bulk tumors. Thus, with the aim of proposing a minimally invasive treatment protocol involving the application of PDT for large tumors, the present study analyzed histomorphometrically necrosis resulting from both a combination of a laser ablation with PDT as PDT with the photosensitizer Luzitin® (a bacteriochloryn synthetic with greater potential for penetration into biological tissue) in livers of healthy rats. In the first study, 87 animals were divided into 2 groups: CO2 laser and diode laser. Each of these groups were subdivided into six subgroups: 1) only laser ablation, 2) administered the PS and ablated with laser, 3) only PDT (drug and ligth), 4) drug and light (PDT) followed by laser ablation, 5) ) laser ablation followed by a PDT and 6) drug, followed by laser ablation and ligth. For each subgroup, three types of photosensitization were used: topical 5- aminilevunic acid (ALA), intravenous ALA and intravenous Photogem®. Thirty hours after the different treatments, the animals were sacrificed and the livers removed for the histological and morphometric study of necrosis. The results showed that the effects of treatment were considerably improved when PDT was used in combination with laser ablation. For the group CO2 laser, the average depth of necrosis obtained showed a minimum difference between the studied conditions for the group photosensitized Photogem® and with an increased depth of necrosis after the combined procedures in comparison with the isolated techniques for the subgroups fotossensibilizados with ALA, especially treatment with PDT was performed before ablation by CO2 laser. In the diode laser group, subgroups with better performance were those in which the ablation was performed before PDT using intravenous photosensitizers and ALA topic. From these results, it is suggested that PDT and laser ablation can synergistically in the treatment of large tumors. In the second study, sixteen normal male rats were randomly divided into 4 groups with 4 animals each. Initially, all groups were intravenously photosensitizated with 2 mg/kg or 2.6 mg/kg of the drug and after 12 hours, a 1cm2 of area, in the right abdominal region, corresponding to the liver, was irradiated during 22 minutes and 13 seconds or16 minutes and 40 seconds. Groups are described following: 1) control group: photosensitized with 2mg/kg, but untreated, 2) treated group 1: irradiated with light dose of 100J/cm2 after photosensitization with 2mg/kg of 12hs and 3) treated group 2: irradiated with light dose of 70J/cm2 and photosensitized with 2mg/kg of Luzitin®, 4) treated group 3: photosensitized with 2.6 mg/kg of the drug and irradiated with light dose of 70J/cm2 Animals were sacrificed 30 hours after irradiation, except the control group, which were sacrificed 42hs after drug administration. Livers were removed and prepared for histological analysis. Moreover, macroscopic aspects of liver were observed. Results showed significantly more extensive necrosis and greater severity in treated group 1. Data suggested that, among the conditions studied, light dose suitable for PDT treatment of photosensitized tissue by Luzitin® is 100J/cm2 and that 30% of reduction in this value produces decay in PDT response, even with proportional increase of drug concentration in the organism. / A terapia fotodinâmica (TFD) é uma técnica conhecida por sua limitada aplicação em tumores volumosos, devido a sua restrita penetração. Portanto, a TFD com o fotossensibilizador (FS) Luzitin®, bem como a combinação da TFD com a cirurgia a laser possuem potencial destrutivo para tumores volumosos. Assim, com o intuito de propor um protocolo de tratamento minimamente invasivo envolvendo a TFD para aplicação em tumores volumosos, o presente estudo analisou histomorfometricamente a necrose resultante tanto da combinação de lasers ablativos com a TFD, quanto da TFD com o fotossensibilizador Luzitin® (uma bacterioclorina sintética com maior potencial para penetração nos tecidos biológicos) em fígados de ratos saudáveis. No primeiro estudo, 87 animais foram divididos em 2 grupos: grupo laser de CO2 e grupo laser de Diodo. Cada um desses grupos foram subdivididos em 6 subgrupos: 1) subgrupo ablação a laser, 2) subgrupo fotossensibilização seguida de ablação a laser, 3) subgrupo TFD, 4) subgrupo fotossensibilização e luz seguido pela ablação a laser, 5) subgrupo laser seguido de fotossensibilização e luz, e 6) subgrupo fotossensibilização seguida da ablação a laser e luz. Para cada subgrupo, três condições de fotossensibilização foram utilizadas: ácido 5-aminolevulínico (ALA) tópico, ALA endovenoso e Photogem® endovenoso. Trinta horas após o tratamento, os animais foram eutanasiados e os fígados removidos para estudo histológico e morfométrico da necrose. Os resultados mostram que os efeitos do tratamento com TFD foram consideravelmente melhorados quando combinada com a ablação a laser. Para o grupo laser de CO2, a profundidade de necrose média obtida mostrou uma mínima diferença entre as condições estudadas para o grupo fotossensibilizado com o Photogem® e um aumento da profundidade de necrose após os procedimentos combinados em comparação com as técnicas isoladas para os subgrupos fotossensibilizados com o ALA, especialmente qunado o tratamento com a TFD foi realizado antes da ablação pelo laser de CO2. No grupo laser de Diodo, os subgrupos com melhor desempenho foram aqueles em que a ablação foi realizada antes da TFD para os fotossensibilizadores intravenosos e o subgrupo fotossensibilizado com ALA tópico, ablacionado e iluminado. A partir desses resultados, sugere-se que a TFD e a ablação a laser podem atuar de forma sinérgica no tratamento de tumores volumosos. No segundo estudo, dezesseis ratos machos normais foram randomicamente divididos em 4 grupos, com 4 animais cada. Inicialmente foi realizada a fotossensibilização por meio da administração intravenosa de 2mg/kg ou 2,6mg/kg da droga e após 12 horas, uma área de 1cm2 na região abdominal direita correspondente ao fígado foi irradiada durante 22 minutos e 13 segundo ou 16 minutos e 40 segundos. Os grupos estão descritos a seguir: 1) grupos controle: fotossensibilizado com 2mg/kg, porém não tratado; 2) grupo tratado 1: irradiado com intensidade de 100J/cm2 após 12hs da fotossensibilização com 2mg/kg; 3) grupo tratado 2: irradiado com intensidade de 70J/cm2 e fotossensibilizados com 2mg/kg de Luzitin®, 4) grupo tratado 3: fotossensibilizado com 2,6mg/kg da droga e irradiado com intensidade de 70J/cm2 Os animais foram eutanasiados após 30 horas da irradiação, exceto o grupo controle, que foram aguardadas 42hs após a administração do composto. Os fígados dos animais foram removidos e preparados para a análise histológica. Além disso, foram observados aspectos macroscópicos do fígado. A análise dos resultados mostrou uma necrose significativamente mais extensa e com maior grau de severidade para o grupo tratado 1. Com base nos dados observados, sugere-se que, dentre as condições estudadas, a dose mais adequada para o tratamento com TFD do tecido fotossensibilizado com Luzitin® seja de 100J/cm2 e que uma redução de 30% desse valor provoca um decaimento na resposta da TFD, mesmo com aumento proporcional da concentração da droga no organismo.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-09-12T14:28:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese _Diógenes Soares Moura_final.pdf: 4560976 bytes, checksum: efbc9854c7666e2a40de8b98b027e62d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T14:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese _Diógenes Soares Moura_final.pdf: 4560976 bytes, checksum: efbc9854c7666e2a40de8b98b027e62d (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / CAPEs / O presente trabalho explora a utilização de lasers na região do infravermelho do espectro eletromagnético em aplicações biomédicas. O uso dos lasers na indústria, para processamento de materiais e em aplicações médicas, como a realização de cirurgias, têm atraído grande interesse nas últimas décadas. Neste trabalho, laser infravermelho foi explorado no corte de bolsas de sangue e no desenvolvimento de sistema de avaliação de elasticidade de hemácias baseado em técnica de aprisionamento óptico. No corte de bolsas de sangue foram determinados os parâmetros da ablação como tempo de perfuração, taxa de ablação e diâmetro dos furos para diferentes fluências e taxas de repetição do laser. Neste trabalho foram utilizados laser pulsados no regime de femtossegundos, com comprimento de onda de 800 nm, com taxa de repetição de 10 Hz e 1 KHz. Os resultados mostraram uma dependência do processo de ablação com o aumento da fluência e da taxa de repetição do laser. Além disso, foram avaliados os resíduos gasosos emitidos durante o processo de ablação das bolsas. A avaliação dos parâmetros de ablação à laser de bolsas de sangue consiste em um estudo pioneiro e introduz um novo direcionamento no processo de corte das mesmas. No desenvolvimento de um sistema para avaliação automática de elasticidade de hemácias aprisionadas opticamente foram utilizados lasers contínuos nos comprimentos de onda de 785 nm e 1064 nm. O sistema permite obter o valor da elasticidade de uma célula em 20 segundos, o que imprime uma redução significativa do tempo do processo de avaliação (60 ×) comparada ao método convencional. O sistema automático pode ajudar a expandir as aplicações de pinças ópticas em Hematologia e Hemoterapia. Além disto, o sistema construído foi utilizado para avaliar danos em hemácias aprisionadas opticamente. Foi verificada uma dependência da elasticidade das células com o comprimento de onda, potência do laser incidente e com tempo de aprisionamento da hemácia. Observou-se que as hemácias, após 2 minutos de exposição ao laser de 785 nm tornaram-se até ~ 104% menos deformáveis que as hemácias controle. A exposição ao laser de 1064 nm de 2 minutos a 10 mW induziu um aumento de até ~ 20% na rigidez celular. Atribuiu-se a dependência do comprimento de onda dos danos ópticos à absorção do laser pela hemoglobina. As modificações observadas nas propriedades elásticas das células estudadas estabelecem novos limites para aplicações utilizando lasers em hemácias. / This work explores the use of lasers in the infrared region of the electromagnetic spectrum in biomedical applications. The use of lasers in industry for materials processing and in medical applications, such as in surgeries, have attracted great interest in recent decades. In this work, infrared lasers were explored in blood bags cutting and in the development of a red blood cells elasticity evaluation system based on optical trapping technique. For the blood bags cutting process, ablation parameters such as drilling time, ablation rate and ablation diameter for different laser fluence and repetition rates were determined. In this work we used pulsed laser in femtosecond regime, with a wavelength of 800 nm, with repetition rate of 10 Hz and 1 KHz. The results showed a dependence of the ablation process with laser fluence and repetition rate. In addition, the waste gases emitted during the blood bags ablation process were evaluated. The evaluation of the blood bag laser ablation parameters consists of a pioneering study and introduces a new direction in the blood bag cutting process. In the development of a system for automatic evaluation elasticity of optically trapped red blood cells (RBCs), continuous laser at a wavelength of 785 nm and 1064 nm were used. The system allows to obtain the value of cell elasticity in 20 seconds, establishing a significant reduction in the assessment process time (× 60) compared to the conventional method. The automated system can help expand the applications of optical tweezers in Hematology and Hemotherapy. In addition, the constructed system was used to evaluate damage to red blood cells optically trapped. A dependence of the cells elasticity with the wavelength and power laser and with cell time trapping was observed. The results shows that the red blood cells was up to ~104% less deformable after 2 minutes of 785 nm laser exposition. The 2 minutes exposure to 10 mW of 1064 nm laser induced an increase up to ~ 20% on cell rigidity. We ascribed the wavelength dependence of the optical damages to the laser absorption by the hemoglobin. Moreover, the increase of RBCs rigidity could be associated to initial changes optically caused in the hemoglobin after irradiation. The results establish new limits for laser applications in RBCs, by identifying considerable modifications on their elastic properties.

Orientador: Marco Aurélio Zezzi Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T00:56:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarceloAnselmoOseasda_D.pdf: 21762318 bytes, checksum: 0f395a27c9b28a3d7414579ff560bd4a (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Inúmeros trabalhos envolvendo uma nova área de estudos denominada metalômica destacam a necessidade de melhor compreender a interação entre íons metálicos e proteínas. Esta Tese empregou o girassol (Helianthus annuus L.), uma planta da família das oleaginosas que apresenta uma relevante importância econômica na produção de óleo vegetal, bem como em processos de fitorremediação, em um estudo metalômico para avaliação de possíveis alterações na expressão de proteínas mediante o desenvolvimento das plantas irrigadas com íons selenito ou zinco. Inicialmente, o estudo avaliou quatro diferentes métodos para a adequada para extração e separação de proteínas das folhas de girassol empregando a técnica de eletroforese bidimensional em gel de poliacrilamida (2DPAGE), sendo que o melhor procedimento consistiu na extração empregando tampão na presença de fenol. A posterior caracterização das proteínas, nos spots proteicos, empregando espectrometria de massas também foi conduzida evidenciando, pela primeira vez para o organismo estudado, a expressão de 12 novas proteínas. Um estudo ionômico foi desenvolvido para avaliar a distribuição destes elementos nas diferentes estruturas das plantas, buscando correlação com os processos biológicos que estariam ocorrendo nos girassóis. O estudo revelou uma correlação entre o nível de selênio e enxofre nas plantas sugerindo a incorporação do selênio em aminoácidos utilizados para síntese de proteínas. O emprego da técnica de ablação a laser acoplada ao espectrômetro de massas com plasma acoplado indutivamente (LA-ICP-MS) também apresenta destaque na pesquisa, complementando os dados obtidos no estudo ionômico, por meio da identificação de selênio nos spots proteicos extraídos das folhas dos girassóis e separadas por 2D-PAGE. Desenvolveu-se também desenvolver um método para análise quantitativa direta e simultânea de selênio e enxofre nas folhas das plantas empregando a hifenação LA-ICP-MS, buscando correlação entre os dois elementos / Abstract: Several papers highlight a new research area called metallomic, and points out the necessity to better understand the relationship between metallic ions and proteins. This Thesis has employed the sunflower (Helianthus annuus L.), which is considered an oilseed plant with significant economical importance for the production of vegetal oil, and also used in fitoremediation processes, to carry out a metallomic study focused on the evaluation of possible changes in proteins expression due to the irrigation of the plants with selenite or zinc ions. Initially, the study evaluated four different methods for the adequate extraction and separation of sunflower leaf proteins using the two-dimensional gel electrophoresis (2DPAGE) technique and the best result was obtained using a phenol based extraction procedure. Further protein characterization in protein spots were carried out using mass spectrometry and revealed for the first time for the studied organism, the expression of 12 new proteins. An ionomic study was also developed to investigate the distribution of these elements in the different structures of the plants, looking for the correlation of obtained data with biological processes that could be occurring in the sunflowers. The study showed a correlation between selenium and sulfur levels, suggesting the incorporation of selenium into amino acids used for the synthesis of proteins. The application of laser ablation technique coupled to the inductively coupled plasma mass spectrometer (LA-ICP-MS) has also been highlighted in this research, complementing the results obtained in the ionomic study through the identification of selenium in sunflower leaves protein spots. In addition, it was evaluated an analytical procedure for the direct and simultaneous quantitative determination of selenium and sulfur in the leaves of the plants using LA-ICP-MS, searching for a correlation between both elements / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

O sulfeto de cádmio (CdS) é um semicondutor calcogeneto do tipo II-VI com band gap direto de 2,4 eV. Desperta interesse acadêmico e tecnológico na confecção de dispositivos optoeletrônicos e células solares e vem sendo considerado para a fabricação de transistores de filme fino sobre substratos flexíveis. Para que haja avanços nessa área em especial, a construção de transistores a efeito de campo dos tipos P e N em CdS é preciso compreender e controlar a resistividade desse material. Neste trabalho produzimos filmes finos de CdS com cerca de 100 a 500 nm de espessura utilizando a técnica de ablação a laser pulsado (PLD) em 20 a 90 mTorr de argônio. Os filmes foram depositados sobre carbono vítreo, folha de cobre, SiO 2 e poli(tereftalato de etila) (PET). Foram caracterizados por espectrometria de retroespalhamento Rutherford (composição química), difração de raios X (microestrutura), espectroscopia de absorção de raios X (ordem local), fotoluminescência (estados eletrônicos) e medições Van der Pauw e Hall (resistividade, concentração de portadores de carga e mobilidade). Verificamos que há deficiência de enxofre nos filmes depositados nas pressões mais baixas, o que é explicado pelo efeito de self-sputtering durante a PLD. Há incorporação de oxigênio; ao que tudo indica, ele é proveniente do alvo utilizado na deposição dos filmes. Identificamos a estrutura cristalina hexagonal e estimamos tamanho de cristalito em torno de 30 nm. Nas medidas elétricas foi observado comportamento tipo N e diminuição da resistividade (aumento na concentração de portadores de carga) proporcional à carência de enxofre. O band gap verificado é 2,9 eV (devido ao oxigênio). Resistividade, concentração de portadores de carga e mobilidade situaram-se nos intervalos 10-1-104 Ω cm, 1019-1013 cm-3 e 2-12 cm2 V-1 s-1, respectivamente. O conjunto desses resultados confirma a relevância de defeitos pontuais e oxigênio nas propriedades elétricas de CdS e mostra que é possível, pelo menos em parte, controlar o comportamento elétrico a partir da pressão de deposição empregada em PLD. / Cadmium sul de (CdS) is a II-VI, chalcogenide semicondutor that features a direct band gap of 2,4 eV. It is currently used in optoelectronic devices and solar cells and has been considered for the fabrication of thin lm transistors on exible substrates. Development in this area in particular, the availability of both N- and P-type eld e ect transistors on CdS requires understanding and control of electrical resistivity. In this work thin CdS lms (ca. 100 to 500 nm-thick) were deposited by pulsed laser deposition (PLD) in 20 to 90 mTorr of argon. The lms were deposited on glassy carbon, copper foil, SiO2, and polyethylene terephthalate (PET). They were characterized by Rutherford backscattering spectrometry (chemical composition), x-ray di raction (microstructure), x-ray absorption spectroscoy (local order), photoluminescence (electronic states), and Van der Pauw and Hall measurements (resistivity, carrier concentration, and mobility). We observed excess cadmium in the lms deposited at the lowest pressures, which is explained by the self-sputtering e ect during PLD. There is incorporation of oxygen, presumably from the CdS target. We identi ed only the hexagonal phase of CdS and estimated the crystallite size as ca. 30 nm. Electrical characterization showed N-type behavior and decreasing resistivity (increasing charge carrier concentration) proprtional to the excess of cadmium in the lms. The measured band gap was 2,9 eV (due to the presence of oxygen). Resistivity, charge carrier concentration, and mobility were in the range 10-1-104 cm, 1019-1013 Ω cm-3, and 2-12 cm2 V-1 s-1, respectively. These results con rm the relevance of point defects and oxygen in the electrical properties of CdS and show that it is possible to control electrical response through the deposition pressure in PLD.

O sulfeto de cádmio (CdS) é um semicondutor calcogeneto do tipo II-VI com band gap direto de 2,4 eV. Desperta interesse acadêmico e tecnológico na confecção de dispositivos optoeletrônicos e células solares e vem sendo considerado para a fabricação de transistores de filme fino sobre substratos flexíveis. Para que haja avanços nessa área em especial, a construção de transistores a efeito de campo dos tipos P e N em CdS é preciso compreender e controlar a resistividade desse material. Neste trabalho produzimos filmes finos de CdS com cerca de 100 a 500 nm de espessura utilizando a técnica de ablação a laser pulsado (PLD) em 20 a 90 mTorr de argônio. Os filmes foram depositados sobre carbono vítreo, folha de cobre, SiO 2 e poli(tereftalato de etila) (PET). Foram caracterizados por espectrometria de retroespalhamento Rutherford (composição química), difração de raios X (microestrutura), espectroscopia de absorção de raios X (ordem local), fotoluminescência (estados eletrônicos) e medições Van der Pauw e Hall (resistividade, concentração de portadores de carga e mobilidade). Verificamos que há deficiência de enxofre nos filmes depositados nas pressões mais baixas, o que é explicado pelo efeito de self-sputtering durante a PLD. Há incorporação de oxigênio; ao que tudo indica, ele é proveniente do alvo utilizado na deposição dos filmes. Identificamos a estrutura cristalina hexagonal e estimamos tamanho de cristalito em torno de 30 nm. Nas medidas elétricas foi observado comportamento tipo N e diminuição da resistividade (aumento na concentração de portadores de carga) proporcional à carência de enxofre. O band gap verificado é 2,9 eV (devido ao oxigênio). Resistividade, concentração de portadores de carga e mobilidade situaram-se nos intervalos 10-1-104 Ω cm, 1019-1013 cm-3 e 2-12 cm2 V-1 s-1, respectivamente. O conjunto desses resultados confirma a relevância de defeitos pontuais e oxigênio nas propriedades elétricas de CdS e mostra que é possível, pelo menos em parte, controlar o comportamento elétrico a partir da pressão de deposição empregada em PLD. / Cadmium sul de (CdS) is a II-VI, chalcogenide semicondutor that features a direct band gap of 2,4 eV. It is currently used in optoelectronic devices and solar cells and has been considered for the fabrication of thin lm transistors on exible substrates. Development in this area in particular, the availability of both N- and P-type eld e ect transistors on CdS requires understanding and control of electrical resistivity. In this work thin CdS lms (ca. 100 to 500 nm-thick) were deposited by pulsed laser deposition (PLD) in 20 to 90 mTorr of argon. The lms were deposited on glassy carbon, copper foil, SiO2, and polyethylene terephthalate (PET). They were characterized by Rutherford backscattering spectrometry (chemical composition), x-ray di raction (microstructure), x-ray absorption spectroscoy (local order), photoluminescence (electronic states), and Van der Pauw and Hall measurements (resistivity, carrier concentration, and mobility). We observed excess cadmium in the lms deposited at the lowest pressures, which is explained by the self-sputtering e ect during PLD. There is incorporation of oxygen, presumably from the CdS target. We identi ed only the hexagonal phase of CdS and estimated the crystallite size as ca. 30 nm. Electrical characterization showed N-type behavior and decreasing resistivity (increasing charge carrier concentration) proprtional to the excess of cadmium in the lms. The measured band gap was 2,9 eV (due to the presence of oxygen). Resistivity, charge carrier concentration, and mobility were in the range 10-1-104 cm, 1019-1013 Ω cm-3, and 2-12 cm2 V-1 s-1, respectively. These results con rm the relevance of point defects and oxygen in the electrical properties of CdS and show that it is possible to control electrical response through the deposition pressure in PLD.